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    【题目】如图所示，MN、PQ和JK、ST为倾角皆为的足够长的金属导轨，都处在垂直于斜面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中.JK与ST平行，相距L，MN与PQ平行，相距.质量分别为2m、m的金属杆a和b垂直放置在导轨上.已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，两杆与导轨构成回路的总电阻始终为R，重力加速度为g.下列说法正确的是（ ）

    A.若a固定，释放b，则b最终速度的大小为

    B.若同时释放a、b，则b最终速度的大小为

    C.若同时释放a、b，当b下降高度为h时达到最大速度，则此过程中两杆与导轨构成的回路中产生的电能为

    D.若同时释放a、b，当b下降高度为h时达到最大速度，则此过程中通过回路的电荷量为

    【答案】ACD

    【解析】

    A．a固定，b最终做匀速直线运动，b受到的安培力为

    对b，由平衡条件得

    解得b的最终速度的大小为

    ，

    A正确；

    B．a受到的安培力

    b受到的安培力

    则

    a的加速度为

    b的加速度

    则，a、b两杆同时释放，在同一时刻加速度大小相等，它们的运动时间相同，则在同一时刻，两杆的速度相等，即

    回路中的感应电动势为

    回路中的感应电流为

    b受到的安培力为

    b匀速运动的速度是其最终速度，由平衡条件得

    解得b的最终速度的大小为

    B错误；

    C．由B的分析可知，同时释放a、b，在任一时刻a、b的加速度、速度、运动时间都相等，它们的位移大小也相等，下降高度相等，当b下降高度为h时达到最大速度，在此过程中，由能量守恒定律得

    由B选项的分析可知，

    解得此过程中两杆与导轨构成的回路中产生的电能

    C正确；

    D．若同时释放a、b，当b下降高度为h时达到最大速度，则此过程中通过回路的电荷量为

    D正确.

    故选ACD.

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】发电机和电动机具有装置上的类似性 ，源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.

    在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根光滑平等金属轨道、固定在水平面内，相距为，电阻不计.电阻为的金属导体棒垂直于、放在轨道上，与轨道接触良好，以速度（平行于）向右做匀速运动.

    图1轨道端点间接有阻值为的电阻，导体棒受到水平向右的外力作用.图2轨道端点间接有直流电源，导体棒通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为.

    （1）求在时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能；

    （2）从微观角度看，导体棒中的自由电荷所受洛伦兹在上述能量转化中起着重要作用.为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.

    a.请在图3（图1的导体棒）、图4（图2的导体棒）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.

    b.我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功.那么，导体棒中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图是质谱仪的工作原理示意图。现有一束几种不同的正离子，经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场B1），离子束保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场B2，发现这些离子分成几束。忽略重力的影响，由此可得结论（　　）

    A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内

    B.这些离子通过狭缝P的速率都等于

    C.这些离子的电量一定不相同

    D.这些离子的比荷一定不相同

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在方向垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长ad＝L，cd＝2L.线框导线的总电阻为R.则在线框离开磁场的过程中，下列说法中正确的是（ ）

    A.ad间的电压为

    B.流过线框截面的电量为

    C.线框所受安培力的合力为

    D.线框中的电流在ad边产生的热量为

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示的正方形导线框abcd，电阻为R，现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，如果以x轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为计时零点，则磁场对线框的作用力F、线框ab边两端的电势差Uab随时间变化的图像正确的是（ ）

    A.B. C.D.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。当S闭合与断开时，A、B灯泡的发光情况是(　　)

    A. S闭合，A亮一下又逐渐熄灭，B逐渐变亮

    B. S闭合，B亮一下又逐渐变暗，A逐渐变亮

    C. S闭合足够长时间后，A和B一样亮

    D. S闭合足够长时间后，A、B都熄灭

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图甲所示的电路中，电阻R1＝R，R2＝2R，单匝圆形金属线圈半径为r2，圆心为O，线圈导线的电阻为R，其余导线的电阻不计．半径为r1（r1<r2）、圆心为O的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B随t变化的关系图象如图乙所示，电容器的电容为C.闭合开关S，t1时刻开始电路中的电流稳定不变，下列说法正确的是（ ）

    A.电容器上极板带正电

    B.t1时刻，电容器所带的电荷量为

    C.t1时刻之后，线圈两端的电压为

    D.t1时刻之后，R1两端的电压为

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】在水平放置的两条平行光滑直导轨上有一垂直其放置的金属棒ab，匀强磁场与轨道平面垂直，磁场方向如图所示，导轨接有两定值电阻及电阻箱R，R1＝5 Ω，R2＝6 Ω，其余电阻不计．电路中的电压表量程为0～10 V，电流表的量程为0～3 A，现将R调至30 Ω，用F＝40 N的水平向右的力使ab垂直导轨向右平移，当棒ab达到稳定状态时，两电表中有一表正好达到满偏，而另一表未达到满偏．则下列说法正确的是（ ）

    A.当棒ab达到稳定状态时，电流表满偏

    B.当棒ab达到稳定状态时，电压表满偏

    C.当棒ab达到稳定状态时，棒ab的速度是1 m/s

    D.当棒ab达到稳定状态时，棒ab的速度是2 m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图图中N、S是一对固定的磁极，abod为固定在转轴上的矩形线圈，转轴过be的中点、与ab边平行，它的一端有一半径的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动设线圈由匝的导线组成，每匝线圈围成的面积，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度，自行车车轮的半径，小齿轮的半径，大齿轮的半径.现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值？（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）

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