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足够长的光滑金属导轨MN、PQ水平平行固定,置于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放两条金属杆ab、cd,两杆平行且与导轨垂直接触良好.设导轨电阻不计,两杆的电阻为定值.从某时刻起给ab施加一与导轨平行方向向右的恒定拉力F作用,则以下说法正确的是( )

A.cd向左做加速运动
B.ab受到的安培力始终向左
C.ab一直做匀加速直线运动
D.ab、cd均向右运动,运动后的速度始终不会相等,但最终速度差为一定值
【答案】分析:ab向右做切割磁感线运动,产生感应电流,此感应电流流过cd,cd受到安培力而运动起来,先根据右手定则判断回路中感应电流的方向,再由左手定则判断cd所受的安培力方向,即可判断其运动方向.通过分析安培力的变化,来分析两棒的运动情况.
解答:解:A、ab向右做切割磁感线运动,由右手定则判断知,ab中产生的感应电流方向为b→a,cd中电流方向为d→c,由左手定则判断可知,cd棒所受的安培力方向向右,故cd向右做加速运动.故A错误.
B、C、D,cd向右运动后,开始阶段,两杆的速度差增大,产生回路中产生的感应电动势增大,感应电流增大,两杆所受的安培力都增大,则ab的加速度减小,cd的加速度增大,当两者的加速度相等时,速度之差不变,感应电流不变,安培力不变,两杆均做加速度相同的匀加速运动,在此过程,由左手定则可知,ab所受的安培力方向始终向左,故BD正确,C错误.
故选BD
点评:本题双杆模型,关键要分析感应电动势的变化,来分析安培力的变化,判断两杆的运动情况.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阴形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出.现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出.求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′.
(2)导体棒的质量M.
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?江苏)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表和一电阻R串联后再与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:
(1)磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;
(3)流经电流表电流的最大值Im

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?连云港二模)如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K相连.整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B.一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上.已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻.
(1)当K接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值R为多大?
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落s的过程中所需的时间为多少?
(3)ab达到稳定速度后,将开关K突然接到3,试通过推导,说明ab作何种性质的运动?求ab再下落距离s时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器没有被击穿)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,水平面上有两电阻不计的足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5m,左端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示,在t=0时,一阻值为2Ω的金属棒在恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流强度;
(2)恒力F的大小;
(3)金属棒的质量;
(4)8秒内通过电阻R的电量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,固定于水平桌面上足够长的光滑金属导轨abcd,金属棒ef搁在导轨上,bcfe构成一个边长为L的正方形,金属棒的电阻为r,其余的电阻不计.在t=0的时刻,导轨间加一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.为使金属棒ef在0-t1时间内保持静止,在金属棒ef上施加一水平拉力F,从t1时刻起保持此时的水平拉力F不变,金属棒ef在导轨上运动了位移s时刚好达到最大速度,求:
(1)在t=t1时刻水平拉力F的大小和方向;
(2)金属棒ef在导轨上运动的最大速度;
(3)从t=0开始到金属棒ef达到最大速度的过程中,金属棒ef中产生的热量.
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