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如图所示,两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度V2向下匀速运动.重力加速度为g.以下说法正确的是(  )
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B2L2V1
2R
B.cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为BL
(V1+V2)
2R
D.μ与V1大小的关系为μ=
2mgR
B2L2v1

由右手定则可知,回路中感应电流方向为:abdca,
感应电流大小:I=
BLv1
2R

导体ab受到水平向左的安培力,由受力平衡得:BIL+μmg=F②
导体棒cd运动时,受到向右的安培力,的摩擦力不为零,
cd受到摩擦力和重力平衡,由平衡条件得:μBIL=mg ③
联立以上各式解得:F=μmg+
B2L2v1
2R
,μ=
2mgR
B2L2v1
,故AD正确,BC错误.
故选:AD.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,A、B两闭合线圈为同样导线绕成,A有10匝,B有20匝,两圆线圈半径之比为2:1.均匀磁场只分布在B线圈内.当磁场随时间均匀减弱时(  )
A.A中无感应电流
B.A、B中均有恒定的感应电流
C.A、B中感应电动势之比为2:1
D.A、B中感应电流之比为1:2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,让闭合矩形线圈abcd从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场,从bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间里,图5所示的四个V-t图象中,肯定不能表示线圈运动情况的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd,处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中,其ab边与磁场的边界重合.线框由同种粗细均匀的导线制成,它的总电阻为R.现将用垂直于线框ab边的水平拉力,将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,且ab边与磁场边界平行.求线框被拉出磁场的过程中:
(1)通过线框的电流;
(2)线框中产生的焦耳热;
(3)线框中a、b两点间的电压大小.

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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:多选题

如图所示,MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属导轨,其电阻忽略不计.空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.导体棒ab、cd垂直于导轨放置,且与轨道接触良好,每根导体棒的质量均为m,电阻均为r,轨道宽度为L.与导轨平行的绝缘细线一端固定,另一端与ab棒中点连接,细线承受的最大拉力Tm=2mgsinθ.今将cd棒由静止释放,则细线被拉断时,cd棒的(  )
A.速度大小是
2mgrsinθ
B2L2
B.速度大小是
mgrsinθ
B2L2
C.加速度大小是2gsinθ
D.加速度大小是0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,MN、PQ为间距l=1m足够长的f行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面问的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T.将一质量为m=O.1kg电阻未知的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,没金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求:
(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ.
(2)cd离NQ的距离x.
(3)金属捧滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有界匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度为3m.一正方形属框边长L=1m,每边电阻为0.2Ω,金属框以10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线向垂直.则金属框穿过磁场区域的过程中,金属框内的感应电流的最大值为(  )
A.1.5AB.2.0AC.2.5AD.3.5A

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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=0.40m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为R=2.0Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.40T.一根质量为m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,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=0.50m/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及拉力的功率;
(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个运动过程中电阻R上产生的热量.

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