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5.如图所示,光滑水平导轨,宽度不变,除定值电阻R外,导轨及金属棒ab的电阻均不计,在x>0的区域内有一沿x轴均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面,磁感应强度大小满足B=kx(常数k>0),ab棒由原点O点开始,在外力F作用下沿x轴做匀速运动,下列关于ab棒流过的电流I及它所受外力F随x变化的图象,正确的是(  )
A.B.C.D.

分析 由E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律求出电流,应用安培力公式求出安培力,由平衡条件求出外力,然后分析图示图象答题.

解答 解:A设匀速运动的速度为v,感应电动势:E=BLv=kLxv,感应电流:I=$\frac{kLv}{R}$v∝x,故A错误;
B、金属棒受到的安培力:F安培=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=$\frac{{k}^{2}{L}^{2}v}{R}$x2,金属棒匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得,外力:F=F安培=$\frac{{k}^{2}{L}^{2}v}{R}$x2∝x2,故BD错误,C正确;
故选:C.

点评 本题考查了求感应电流、外力大小随x变化的关系,应用E=BLv、安培力公式与平衡条件即可正确解题.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s,关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是(  )
A.关卡2B.关卡3C.关卡4D.关卡5

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.光纤通信之所以能进行远距离通信,主要是利用了光的全反射原理.
①光纤通信与金属导线传输相比,主要优点是容量大、衰减小、抗干扰能力强.
②如图所示,AB为一光导纤维的横截面,其折射率为n,某一束光从AB面入射后,入射角满足一定条件,就能使入射光在光导纤维与空气的界面上不断发生全反射而传到另一端.求入射角θ应满足的条件.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.如图所示,在水平界面EF、GH、JK间,分布着两个匀强磁场,两磁场方向水平且相反大小均为B,两磁场高均为L宽度圆限.一个框面与磁场方向垂直、质量为m电阻为R、边长也为L的正方形金属框abcd,从某一高度由静止释放,当ab边刚进入第一个磁场时,金属框恰好做匀速直线运动,当ab边下落到GH和JK之间的某位置时,又恰好开始做匀速直线运动.整个过程中空气阻力不计.则(  )
A.金属框穿过匀强磁场过程中,所受安培力的方向保持不变
B.金属框从ab边始进入第一个磁场至ab边刚到达第二个磁场下边界JK过程中产生的热量为2mgL
C.金属框开始下落时ab边距EF边界的距离h=$\frac{{m}^{2}gR}{2{B}^{4}{L}^{4}}$
D.当ab边下落到GH和JK之间做匀速运动的速度v2=$\frac{mgR}{4{B}^{2}{L}^{2}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

20.某同学在做测金属丝电阻率的实验中,取一根粗细均匀的康铜丝,先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d;然后分别测出不同长度l1,l2,l3,l4…的康铜丝的电阻R1,R2,R3,R4…,以R为纵坐标,以l为横坐标建立直角坐标系,画出R-L图象.

①某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图丁所示.可知此次测得康铜丝的直径为1.880mm.
②图乙是测量康铜丝电阻的原理图,根据原理图在如图甲所示的实物图中画出连线.
③利用上面的电路图测出的电阻值比真实值偏小(填“偏大”或“偏小”),这种误差叫做系统误差.
④坐标图丙中的6个点表示实验中测得的6组康铜丝的长度l、电阻R的值.请你利用R-L图象和螺旋测微器多次测量求得的康铜丝直径d,求出康铜丝的电阻率ρ=2.77×10-5Ωm.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.一个质量为m,带电量为q(负电)的小球(可看成质点)从坐标原点O以沿x轴负方向的速度v0开始运动,在第一象限存在水平向右的匀强电场,场强大小E1=$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$.第二象限存在竖直向下的匀强电场,大小E2=$\frac{mg}{q}$,和垂直纸面向里的长方形有界磁场,磁感应强度为B(图中未画出),坐标原点O在磁场中,小球通过y轴上的M点进入第一象限恰好做减速直线运动(重力加速度g,电场区域足够大).O、M两点距离为L.
求:
(1)v0=?
(2)长方形区域磁场的最小面积,
(3)小球从坐标原点出发到速度减到零所需时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.如图1所示,小物块静止在倾角θ=37°的粗糙斜面上.现对物块施加一个沿斜面向下的推力F,力F的大小随时间t的变化情况如图2所示,物块的速率υ随时间t的变化规律如图3所示,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是(  )
A.物块的质量为1kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.7
C.0~3s时间内力F做功的平均功率为0.32W
D.0~3s时间内物体克服摩擦力做的功为5.12J

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.在珠海航展中,中国展出了国产运-20和歼-31等最先进飞机.假设航展中有两飞机甲、乙在平直跑道上同向行驶,0-t2时间内的v-t图象如图所示,下列说法正确的是(  )
A.飞机乙在0-t2内的平均速度等于$\frac{v_2}{2}$
B.飞机甲在0-t2内的平均速度的比乙大
C.两飞机在t1时刻一定相遇
D.两飞机在0-t2内不可能相遇

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.一个闭合的正方形金属线框放入如图所示的匀强磁场中,图中虚线表示磁场的边界,在外力作用下线框从磁场中以速度v匀速穿出.关于线框从磁场边界穿出过程,下列说法中正确的是(  )
A.线框的运动速度越大,通过导线横截面的电荷量越多
B.磁感应强度越大,拉力的功率越大
C.线框的电阻越大,导线中产生的热量越多
D.线框的边长与拉力做功的多少无关

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