高中 | 双棒模型 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 双棒模型题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-2

第四章 电磁感应

4.4 法拉第电磁感应定律

双棒模型

如图所示,两段足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨左右两部分的间距分别为$l$$2l$;空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为$B$,质量分别为$m$${2 m}$的导体杆$a$$b$均垂直导轨放置,接入电路的电阻分别为$R$$2R$,导轨电阻忽略不计;$a$$b$两杆同时分别以${{v}_{0}}$$2{{v}_{0}}$的初速度向右运动,$a$总在左边窄导轨上运动,$b$总在右边宽导轨上运动,从开始运动到两杆稳定的过程中,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

$a$杆加速度与$b$杆的加速度相同

","

稳定时$a$杆的速度为$2{{v}_{0}}$

","

电路中$a$杆上产生的焦耳热为$\\dfrac{3}{2}mv_{0}^{2}$

","

通过导体杆$a$的某一横截面的电荷量为$\\dfrac{mv_{0}}{Bl}$

"]
[["BD"]]

$\rm A$.感应电流大小相等,根据牛顿第二定律有$BIl=2m{{a}_{a}}$$BI\cdot 2l=2m{{a}_{b}}$

可知,加速度大小相等,根据右手定则可知,从上往下看,感应电流方向沿顺时针方向,根据左手定则可知,$a$受到的安培力方向向右,$b$受到的安培力方向向左,安培力方向相反,则加速度方向相反,可知,$a$杆加速度与$b$杆的加速度不相同,故$\rm A$错误;

$\rm B$.稳定时,感应电流为$0$,回路总的感应电动势为$0$,则有$B\cdot2lv_{b}=Blv_{a}$

$a$杆,根据动量定理有$B\overline{I}l\Delta t=m{{v}_{a}}-m{{v}_{0}}$

$b$杆,根据动量定理有$-B\overline{I}\cdot 2l\Delta t=2m{{v}_{b}}-2m\cdot 2{{v}_{0}}$

解得${{v}_{a}}=2{{v}_{0}}$${{v}_{b}}={{v}_{0}}$,故$\rm B$正确;

$\rm D$.根据电流的定义式有$\overline{I}=\dfrac{q}{\Delta t}$

结合上述解得$q=\dfrac{m{{v}_{0}}}{Bl}$,故$\rm D$正确;

$\rm C$.回路产生的总的焦耳热$Q=\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}+\dfrac{1}{2}\times2m\left( 2v_{0}\right)^{2}-\dfrac{1}{2}mv_{a}^{2}-\dfrac{1}{2}\times2mv_{b}^{2}$

电路中$a$杆上产生的焦耳热${{Q}_{a}}=\dfrac{QR}{R+2R}$

解得${{Q}_{a}}=\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}$,故$\rm C$错误。

故选:$\rm BD$

高中 | 双棒模型题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图甲所示,粗细均匀的无限长光滑平行导轨固定在倾角的斜面上,在边界下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,有两根相同金属棒、分别从磁场边界上方位置和边界位置同时由静止释放,棒运动的图像如图乙所示,其中、段为曲线,其它段为直线。已知磁感应强度,导轨间距,导体棒的质量均为,导体棒电阻均为,导轨电阻不计,取。求: 如图,两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为和,处于竖直向上的磁场中,磁感应强度大小分别为和。两导体棒、垂直放置在导轨上,已知导体棒的电阻为、长度为、质量为,导体棒的电阻为、长度为,质量为。时刻,用水平恒力向右拉动,此后运动了足够长时间,运动过程中,两导体棒均未脱离原宽度处的导轨且与导轨保持良好接触。已知导轨足够长且电阻不计,从时刻到时刻的过程中,下列说法正确的是 如图,足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上,间距,处在磁感应强度、竖直向上的匀强磁场中。质量、电阻的导体棒长度与导轨间距相等,垂直导轨放置。质量、电阻的导体棒与等长,垂直导轨静止在的右侧某一位置处。现使以初速度向右运动,、未发生碰撞。导体棒和导轨接触良好,导轨电阻不计。求: 如图所示,两条相距为的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,空间内有方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。两根质量均为、电阻均为的导体棒、垂直放置于金属导轨不同位置,保持与导轨良好接触。某时刻给一个水平向右的初速度,此后过程中两导体棒不发生碰撞,则从该时刻起到两导体棒达到稳定状态的过程中 如图所示,水平面内固定一间距、电阻不计且足够长的光滑平行金属导轨,整个导轨处于竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场中。两根相距很远且长度也为的细直金属杆、静置于导轨上,与导轨垂直并接触良好,、质量均为、电阻均为。时刻,给一水平向右、大小的初速度,第末的速度大小为,第内的位移为。不计空气阻力,则 如图所示,足够长的光滑水平轨道左侧部分的轨道间距为,右侧部分的轨道间距为,两部分轨道通过导线连通。整个区域存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小。质量的金属棒和质量的金属棒垂直于导轨分别静止放置在左、右两侧轨道上。现给金属棒一大小为、方向沿轨道向右的初速度,已知两金属棒接入电路的有效电阻均为,轨道电阻不计,,两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触,棒总在宽轨上运动,棒总在窄轨上运动。下列说法正确的是
今日推荐