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精英家教网竖直放置的金属框架处于水平的匀强磁场中,如图所示,一长直金属棒AB可沿框自由运动,当AB由静止开始下滑一段时间后合上S,则AB运动情况不可能是(  )
A、加速度向上B、加速度为零C、速度向下D、速度向上
分析:s闭合后,金属杆在下滑过程中,受到重力和安培力作用,分析安培力与重力大小关系,根据安培力大小与速度大小成正比,分析金属杆的加速度变化,确定金属杆的运动情况.
解答:解:闭合开关,金属棒受到的安培力F=
B2L2v
R

A、当
B2L2v
R
>mg时,金属棒受到的合力向上,金属棒的加速度向上,故A正确;
B、当
B2L2v
R
=mg时,金属棒受到的合力为零,加速度为零,故B正确;
C、当
B2L2v
R
>mg时,金属棒先向下做减速运动,然后当
B2L2v
R
=mg时,金属棒向下做匀速直线运动,金属棒速度一直向下;当
B2L2v
R
=mg时,金属棒向下做匀速直线运动,速度方向向下;当
B2L2v
R
<mg时,金属棒向下做加速运动,然后当
B2L2v
R
=mg时,金属棒向下做匀速直线运动,速度方向一直向下;由以上分析可知,金属棒的速度总是向下的,故C正确,D错误;
本题选择AB运动情况不可能的,D是不可能的.
故选:D.
点评:本题是电磁感应的动态变化分析,分析方法可以和机车启动的动态变化过程进行类比解答.属于基础题目.
练习册系列答案
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(2012?上海模拟)如图(甲)所示,两个水平和倾斜光滑直导轨都通过光滑圆弧对接而成,相互平行放置,两导轨相距L=lm,倾斜导轨与水平面成θ=300角,倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区I中,I区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图(乙)所示垂直斜面向上为正值,图中t1、t2未知.水平导轨足够长,其左端接有理想灵敏电流计G(内阻不计)和定值电阻R=3Ω,水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区Ⅱ中,Ⅱ区中的磁场恒定不变,磁感应强度大小为B2=1T,在t=0时刻,从斜轨上磁场I区外某处垂直于导轨水平静止释放一金属棒ab,棒的质量m=0.l kg,棒的电阻r=2Ω,棒下滑时与导轨保持良好接触,设棒通过光滑圆弧前后速度大小不变,导轨的电阻不计.若棒在斜面上向下滑动的整个过程中,灵敏电流计指针稳定时显示的电流大小相等,t2时刻进入水平轨道,立刻对棒施一平行于框架平面沿水平且与杆垂直的外力.(g取10m/s2)求:
(1)ab棒进入磁场区I时速度V的大小;(2)磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d;
(3)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量Q;
(4)若棒在t2时刻进入水平导轨后,电流计G的电流I随时间t变化的关系如图(丙)所示(而未知),已知t2到t3的时间为0.5s,t3到t4的时间为1s,请在图(丁)中作出t2到t4时间内外力大小F随时间t变化的函数图象.(从上向下看逆时针方向为电流正方向)

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科目:高中物理 来源: 题型:022

用金属板折成一个竖直放置的长框架,如图所示,它在磁场中以v1向右匀速运动,此时从框架右边小孔K处射入一个速度v2的带电油滴,如油滴恰在框内做匀速圆周运动,则油滴运动半径为________,周期为________,它一定带________电。

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

如图(甲)所示,两个水平和倾斜光滑直导轨都通过光滑圆弧对接而成,相互平行放置,两导轨相距L=lm,倾斜导轨与水平面成角,倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区I中,I区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图(乙)所示垂直斜面向上为正值,图中t1、t2未知。水平导轨足够长,其左端接有理想灵敏电流计G(内阻不计)和定值电阻R=3,水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区Ⅱ中,Ⅱ区中的磁场恒定不变,磁感应强度大小为B2=1T,在t=0时刻,从斜轨上磁场I区外某处垂直于导轨水平静止释放一金属棒ab,棒的质量m=0.l kg,棒的电阻r=2,棒下滑时与导轨保持良好接触设棒通过光滑圆弧前后速度大小不变,导轨的电阻不计。若棒在斜面上向下滑动的整个过程中,灵敏电流计指针稳定时显示的电流大小相等,t2时刻进入水平轨道,立刻对棒施一平行于框架平面沿水平且与杆垂直的外力。(g取10m/s2)求:

(1)ab棒进入磁场区I时速度V的大小;

(2)磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d;

(3)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量Q;

(4)若棒在t2时刻进入水平导轨后,电流计G的电流I随时间t变化的关系如图(丙)所示(而未知),已知t2到t3的时间为0.5s,t3到t4的时间为1s,请在图(丁)中作出t2到t4时间内外力大小F随时间t变化的函数图像。(从上向下看逆时针方向为电流正方向)

 

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