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阻值为R的电阻和不计电阻的导线组成如图所示的滑轨,滑轨与水平面成α角,匀强磁场垂直滑轨所在的面,宽窄滑轨的宽度是二倍关系,一质量为m电阻不计的导体棒ab垂直滑轨放置,彼此接触良好。不计导体棒与滑轨间的摩擦,导体棒从靠近电阻R处由静止释放,在滑至窄滑轨之前已达匀速,其速度为v,窄滑轨足够长。则下列说法正确的是
A.导体棒进入窄滑轨后,先做加速度逐渐减小的加速运动后作匀速运动
B.导体棒在窄滑轨上匀速运动的速度为2v
C.导体棒在宽窄两滑轨上匀速运动时导体棒产生的电动势相同
D.导体棒在窄滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率是在宽滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率4倍
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试题分析:进入窄滑轨后,由于磁通量变化率变小,所以产生的感应电流减小,故安培力减小,但是重力沿滑轨向下的分力不变,所以导体先加速,随着速度的增大,磁通量变化率变大,所以产生的感应电流变大,则安培力变大,所以加速度逐渐减小,当安培力等于重力时,加速度为零,此后匀速运动,A正确,在宽滑轨上匀速运动时,磁通量变化率为,产生的安培力为,所以在窄轨道上匀速运动时有:,故,B错误,在宽轨道上产生的电动势为,在窄轨道上产生的电动势为,C错误,在宽轨道上产生的电动势是窄轨道上的二分之一,所以根据公式可得导体棒在窄滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率是在宽滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率4倍,D正确,
点评:做此类型题目关键是对公式的灵活运用,还需知道,匀速运动时,产生的热功率为电阻的热功率
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如下图(a)所示,一个由导体制成的矩形线圈,以恒定速度v运动,从无场区域进入匀强磁场区域,然后出来.若取逆时针方向为电流的正方向,那么在(b)图中所示的图像中,能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是图(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平方向的有界匀强磁场区域高度为d,三个宽度均为d的由相同导线制成的闭合导线框竖直置于磁场的上方,它们的底边处在同一高度,线框的高度hAd/2,hBdhC=3d/2。当导线框A、B、C由静止开始释放后,在经过匀强磁场的过程中线框受到的磁场力始终小于线框的重力,则(    )

A.刚进入磁场时三个导线框的速度相同     
B.线框进入磁场d/2后,导线框C的加速度最大 
C.通过磁场过程中无感应电流的时间导线框A最长   
D.导线框进入磁场后,位移小于d/2以前,经相等位移时导线框C的速度最大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

把一线框从一匀强磁场中拉出,如图所示。第一次拉出的速率是 v ,第二次拉出速率是 2 v ,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是           ,拉力功率之比是       ,线框产生的热量之比是         ,通过导线截面的电量之比是           

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距0.2m,金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab的电阻为0.4Ω,导轨电阻不计,导轨ab的质量为0.2g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T,且磁场区域足够大,当ab导体自由下落0.4s时,突然接通电键K,则:

(1)试说出K接通后,ab导体的运动情况。
(2)ab导体匀速下落的速度是多少?(g取10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(2011·温州模拟)如图所示电路,两根光滑金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨下端接有电阻R,导轨电阻不计,斜面处在竖直向上的匀强磁场中,电阻可略去不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用,金属棒沿导轨匀速下滑,则它在下滑高度h的过程中,以下说法正确的是(   )
A.作用在金属棒上各力的合力做功为零
B.重力做的功等于系统产生的电能
C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

正方形导体框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为____________;导体框中感应电流做功的功率为____________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一个质量m=16g、长d=0.5m、宽L=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框从高处自由落下,下落5m高度,下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场.已知磁场区域的高度h=1.55m,线框进入磁场时恰好匀速下落(g取10m/s2).问:(1)磁场的磁感应强度多大?(2)线框下边将要出磁场时的速率多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,为竖直方向的两根很长的平行光滑导轨。导轨间距,电阻不计,接在间的定值电阻。两导轨间存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一根质量,电阻的光滑金属杆从静止开始下滑,下滑过程中,金属杆始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,其图像如图所示,求磁场的磁感应强度的大小。

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同步练习册答案