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如图所示,导体棒AB可以沿光滑且足够长的竖直导轨滑动,水平匀强磁场垂直导轨平面,导体棒与竖直导轨接触良好,除电阻R外,其它电阻均忽略不计、在AB棒由静止下落的过程中,下列说法正确的是( )  
A.由于AB棒下落时,重力和安培力做功,所以机械能不守恒
B.AB棒速度稳定以前,减少的重力势能全部转化为R的内能
C.AB棒速度稳定以后,减少的重力势能全部转化为R的内能
D.AB棒速度稳定以后,合力做功为零,电阻R不再发热
AC

试题分析:AB棒下落过程,除自身重力外还有别的力即安培力做功所以机械能不守恒,选项A对。初始,速度比较小,产生的感应电动势和安培力都小于重力,但是安培力逐渐增大,所以是加速度逐渐减小的加速运动,整个过程当中,安培力做功等于电路消耗的电能。此阶段,克服安培力做功,同时动能增大,所以减少的重力势能一部分转化为动能一部分转化为电阻的内能,选项B错。当安培力等于重力时,加速度0,速度不再增大,安培力一直等于重力不变,物体开始匀速直线运动,此阶段,动能不变,减速的重力势能全部转化为电阻的内能,选项C对。由于仍然有切割磁感线有感应电动势和感应电流,所以电阻依然发热选项D错。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在竖直平面内一足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,放置在磁感应强度为B1=5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向里,一质量为m=0.8kg的金属棒ab,垂直于MN、PQ紧贴在导轨上并与导轨接触良好,其接入在导轨间的电阻r=1Ω。金属导轨上端连接右侧的电路。R1=1.0Ω,R2=1.5Ω。R2两端通过细导线连接质量M=0.12kg的正方形金属框cdef,正方形边长L2=0.2m,每条边的电阻r0=1.0Ω,金属框处在一方向垂直纸面向里的磁感应强度B2=3T的匀强磁场中。现将金属棒由静止释放,不计其他电阻及摩擦,g取10m/s2。

(1)将K断开,求棒下滑过程中达到的最大速率vm以及速率达到0.5vm时棒的加速度大小;
(2)将开关K闭合后,从棒释放到细导线刚好没有拉力的过程中,棒上产生的电热为2J,求此过程棒下滑的h。(结果保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,两根质量均为m、电阻均为R、长度均为l的导体棒a、b,用两条等长的、质量和电阻均可忽略的、不可伸长的柔软长直导线连接后,b放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上,a靠在桌子的光滑绝缘侧面上;两根导体棒均与桌子边缘平行。整个空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B。开始时两棒静止,自由释放后开始运动,导体棒a在落地前就已匀速运动,此时导体棒b仍未离开桌面。已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态,导线与桌子侧棱间无摩擦。

(1)试求导体棒匀速运动时的速度大小。
(2)从自由释放到刚匀速运动的过程中,若通过导体棒横截面的电荷量为q,求该过程中系统产生的焦耳热。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为l的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,若PQ的电阻为R/3;则P、Q之间的电压及通过电阻R的感应电流方向为(  )

A.Blv,a→b        B.3Blv/4,a→b
C.Blv/4,a→b      D.Blv,b→a

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,半径为 r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置,导轨端口所在平面刚好水平。在轨道左上方端口M、N 间接有阻值为R 的小电珠,整个轨道处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,两导轨间距为L,现有一质量为 m,电阻也是R 的金属棒ab 从MN 处由静止释放,经一定时间到达导轨最低点,此时速度为 v 。

(1)求金属棒 ab 到达时,受到的安培力的大小和方向。
(2)求金属棒 ab 从MN 到的过程中,小电珠上产生的热量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分).如图所示,水平面上有一个动力小车,在动力小车上竖直固定着一个长度L1、宽度L2的矩形线圈,线圈匝线为n,总电阻为R,小车和线圈的总质量为m,小车运动过程所受摩擦力为f。小车最初静止,线圈的右边刚好与宽为d(d﹥L1)的有界磁场的左边界重合。磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度为B。现控制动力小车牵引力的功率,让它以恒定加速度a进入磁场,线圈全部进入磁场后,开始做匀速直线运动,直至完全离开磁场,整个过程中,牵引力的总功为W。

(1)求线圈进入磁场过程中,感应电流的最大值和通过导线横截面的电量。
(2)求线圈进入磁场过程中,线圈中产生的焦耳热。
(3)写出整个过程中,牵引力的功率随时间变化的关系式。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN,其电阻不计,间距d=0.5m,P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中,两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上,其电阻均为r=0.1Ω,质量分别为M1=0.3kg和M2=0.5kg。固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始运动。试求:

(1) 当电压表读数为U=0.2V时,棒L2的加速度为多大;
(2)棒L2能达到的最大速度vm.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,一正方形导线框边长为,质量为m,电阻为R。从某一高度竖直落入磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁场宽度为d,且d>l。线框边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动,此时线框的速度为__________。若线框边刚要离开磁场时线框又恰好做匀速运动,则线框在穿过磁场的过程中产生的电能为__________。(已知重力加速度为g)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下,进入匀强磁场中,然后再从磁场中穿出,已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h,则下列说法正确的是
A.线框只在进入和穿出磁场的过程中,才有感应电流产生
B.线框从进入到穿出磁场的整个过程中,都有感应电流生
C.线框在进入和穿出磁场的过程中,都是机械能转化成电能
D.整个线框都在磁场中运动时,机械能转化成电能

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