专题19 电磁感应中的单导体棒模型（原卷版）.docxVIP

2026版高考物理培优模型

专题19电磁感应中的单导体棒模型

目录

TOC\o1-3\h\u一.阻尼式单导体棒模型 1

二．发电式单导体棒模型 7

三．无外力充电式单导体棒模型 14

四．无外力放电式单导体棒模型 16

五．有外力充电式单导体棒模型 18

六．含“源”电动式模型 24

一.阻尼式单导体棒模型

【模型如图】

1．电路特点：导体棒相当于电源。当速度为时，电动势

2．安培力的特点：安培力为阻力，并随速度减小而减小：

3．加速度特点：加速度随速度减小而减小,

4．运动特点：速度如图所示。a减小的减速运动

5．最终状态:静止

6．四个规律

(1)全过程能量关系：,QUOTEQRQr

速度为时的能量关系

电阻产生的焦耳热

(2)瞬时加速度：，

(3)电荷量

(4)动量关系：

(安培力的冲量)

安培力的冲量公式是①

闭合电路欧姆定律②

平均感应电动势：③

位移：④

①②③④得

1．如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ，距离为L，与左侧M，P间连接阻值为R的电阻构成一个固定的水平U型导体框架，导轨电阻不计且足够长。框架置于一个方向竖直向下，范围足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，磁场左侧边界是。质量为m、电阻为R、长度为L的导体棒垂直放置在两导轨上，并与导轨接触良好，现导体棒以一个水平向右的初速度进入磁场区域，当导体棒在磁场中运动距离为x的过程，则（????）

??

A．通过导体棒的电量为

B．导体棒的运动为匀变速运动

C．导体棒所受安培力在不断增大

D．若将磁感应强度的方向调整为竖直向上，则导体棒所受安培力方向将发生变化

2．舰载机返回航母甲板时有多种减速方式，如图所示，为一种电磁减速方式的简要模型。固定在水平面上足够长的平行光滑导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在匀强磁场中。现有一舰载机可等效为垂直于导轨的导体棒ab，以一定初速度水平向右运动，导体棒和导轨的电阻不计。则导体棒运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是（???）

A． B．

C． D．

3．如图，两固定于水平面内的光滑平行金属导轨间足够长，电阻不计，阻值为R的电阻连接在导轨左侧，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直放置在导轨上、与导轨接触良好。某时刻ab获得初速度v后开始沿导轨运动，经t时间ab速度从减速至的过程中（????）

A．ab做匀减速直线运动

B．ab的位移s大于

C．ab棒克服安培力做功大小为

D．左侧电阻R产生的热量为

4．如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为d，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是（????）

A．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流

B．电阻R上产生的热量为

C．通过导体棒某截面的电荷量为

D．导体棒向右运动的最大距离为

5.如图所示，水平面上固定放置有“”形光滑金属导轨，宽度为L。虚线MN右侧存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，磁场的区域足够大。质量为m、电阻为R、长度也为L的导体棒垂直于导轨放置，以初速度沿导轨进入匀强磁场区域，最终静止。导体棒与导轨接触良好，不计金属导轨电阻，则（）

A．金属棒刚进入磁场时受到的安培力大小为

B．金属棒在磁场中运动的时间为

C．金属棒在磁场中运动的距离为

D．流过金属棒横截面的总电量为

二．发电式单导体棒模型

【模型如图】

电路特点：导体棒相当于电源，当速度为时，电动势

2．安培力的特点：安培力为阻力，并随速度增大而增大.

3．加速度特点：加速度随速度增大而减小.

4．运动特点：速度如图所示。做加速度减小的加速运动

5．最终特征：匀速运动

6．两个极值(1)时,有最大加速度：

(2)时,有最大速度：

7．稳定后的能量转化规律

8．起动过程中的三个规律

(1)动量关系：

(2)能量关系：

(3)电荷量

9．几种变化

(1)电路变化

(2)磁场方向变化

(3)导轨面变化（竖直或倾斜）

10.若的作用下使导体棒做匀加速直线运动则随时间线性变化。

证明：根据法拉第电磁感应定律

（1）

闭合电路欧姆定律

(2)

安培力F＝BIL（3）

由（1）（2）（3）得（4）

由牛顿第二定律（5）得

由运动学公式(6)

(5)(6)联立得(7)

由（7）式可以看出要让导体棒做匀加速直线运动所加外力必然随时间均匀变化即

1．如图所示，水平放置的“”型光滑