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如图所示,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨,顶端用一电阻R相连,两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直.一根金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动,到某一高度后又向下运动返回到原出发点.整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好,导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计.则在金属棒整个上行与整个下行的两个过程中,下列说法正确的是(  )
A.回到出发点的速度v等于初速度v0
B.上行过程中通过R的电量大于下行过程中通过R的电量
C.上行过程中R上产生的热量大于下行过程中R上产生的热量
D.上行的运动时间大于下行的运动时间


A、从出发点上升到回到出发点时,根据能量守恒知,棒的重力势能不变,内能增加,则动能减小,所以回到出发点的速度v小于初速度.故A错误.
B、上行和下行两个过程中,回路的磁通量变化量△Φ相等,根据感应电量表达式q=
△Φ
R
,知两个过程中通过R的电量相等,故B错误.
C、根据能量守恒得,除最高点外,在任何一个位置,上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度,则知在任何一个位置,上升到此位置的电流大于下降到此位置的电流,上升到此位置的安培力大于下降到此位置的安培力,而上升和下降过程的位移相同,故上升过程中克服安培力做的功比下降过程中克服安培力做的功多.所以上升过程中产生的热量大于下降过程中产生的热量.故C正确.
D、根据能量守恒得,除最高点外,在任何一个位置,上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度,上升的位移和下降的位移相等,则上升的时间小于下落的时间.故D错误.
故选:C.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,平行金属导轨的电阻不计,ab、cd的电阻均为R,长为l,另外的电阻阻值为R,整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中,当ab、cd以速率v向右运动时,通过R的电流强度为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,让闭合线圈abcd从高h处下落后,进入匀强磁场中,在bc边开始进入磁场,到ad边刚进入磁场的这一段时间内,表示线圈运动的v-t图象不可能是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中(  )
A.线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B.线框的磁通量为零的时,感应电流却不为零
C.线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D.线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=1Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=5T.一根质量m=100g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小.
(2)作用在导体棒上的拉力的大小.
(3)当导体棒匀速运动30cm时撤去拉力,求:运动30cm和撤去拉力至棒停下来的整个过程中电阻R上产生的总热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示.水平放置的足够长光滑金属导轨ab、cd处于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨平面垂直.质量为m、电阻为R的金属棒ef静止于导轨上.导轨的另一端经过开关S与平行板电容器相连,开始时,开关打开,电容器上板带正电,带电量为Q.现闭合开关S,金属棒开始运动,则下列说法正确的有(  )
A.电容器所带电量逐渐减少,最后变为零
B.电容器两板问场强逐渐减小,最后保持一个定值不变
C.金属棒中电流先增大后减小,最后减为零
D.金属棒的速度逐渐增大,最后保持一个定值不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上,两导轨间距l=1m,左端之间用R=3Ω的电阻连接,导轨的电阻忽略不计.一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两导轨上,并与两导轨垂直.整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.现用水平向右的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动.在0~2s内拉力F所做的功为W=
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J,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在0~2s内通过电阻R的电量q;
(3)在0~2s内电阻R上产生的热量Q.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距l=50cm.导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中.一根电阻为r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动.两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω.其余电阻忽略不计.已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2).求:
(1)小球的速度v0
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向;
(3)若要使小球能从金属板间射出,则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件?

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如图所示,MN右侧一正三角形匀强磁场区域,上边界与MN垂直.现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,垂直于MN匀速向右运动.导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是(取逆时针电流为正)(  )
A.B.C.D.

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