高考物理二轮复习专项训练模型58电磁感应中的双棒切割模型（解析版）.doc

模型58电磁感应中的双棒切割模型

1.（2022天津学业水平选择性考试）如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知SKIPIF10，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）

A.铝框所用时间相同

B.铝框上产生的热量相同

C.铝框中的电流方向相同

D.安培力对铝框的冲量相同

【参考答案】D

【命题意图】本题考查线框通过磁场切割磁感线产生感应电动势和感应电流、楞次定律、安培力、冲量及其相关知识点。

【名师解析】

铝框进入和离开磁场过程，磁通量变化，都会产生感应电流，受向左安培力而减速，完全在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动；可知离开磁场过程的平均速度小于进入磁场过程的平均速度，所以离开磁场过程的时间大于进入磁场过程的时间，A错误；

由楞次定律可知，铝框进入磁场过程磁通量增加，感应电流为逆时针方向；离开磁场过程磁通量减小，感应电流为顺时针方向，C错误；

铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为SKIPIF10

又SKIPIF10

得SKIPIF10，D正确；

铝框进入和离开磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框进入磁场过程的速度一直大于铝框离开磁场过程的速度，根据SKIPIF10

可知铝框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力，故铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力做的功，即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热量，B错误。

2.（2023高考选择性考试辽宁卷）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d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的足（）

A.弹簧伸展过程中、回路中产生顺时针方向的电流

B.PQ速率为v时，MN所受安培力大小为SKIPIF10

C.整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2：1

D.整个运动过程中，通过MN的电荷量为SKIPIF10

【参考答案】AC

【名师解析】

弹簧伸展过程中，根据右手定则可知，回路中产生顺时针方向的电流，选项A正确；任意时刻，设电流为I，则PQ受安培力SKIPIF10，方向向左；MN受安培力SKIPIF10，方向向右，可知两棒系统受合外力为零，动量守恒，设PQ质量为2m，则MN质量为m，PQ速率为v时，则SKIPIF10

解得SKIPIF10

回路的感应电流SKIPIF10

MN所受安培力大小为SKIPIF10，选项B错误；

两棒最终停止时弹簧处于原长状态，由动量守恒可得SKIPIF10，SKIPIF10

可得则最终MN位置向左移动SKIPIF10

PQ位置向右移动SKIPIF10

因任意时刻两棒受安培力和弹簧弹力大小都相同，设整个过程两棒受的弹力的平均值为F弹，安培力平均值F安，则整个过程根据动能定理SKIPIF10，SKIPIF10

可得SKIPIF10，选项C正确；

两棒最后停止时，弹簧处于原长位置，此时两棒间距增加了L，由上述分析可知，MN向左位置移动SKIPIF10，PQ位置向右移动SKIPIF10，则SKIPIF10，选项D错误。

3．（2023高考北京卷）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出．线框的边长小于磁场宽度．下列说法正确的是（）

A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向

B．线框出磁场的过程中做匀减速直线运动

C．线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等

D．线框在