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如图所示,两个正方形虚线框之间的四个区域有大小相等的匀强磁场,左侧两个区域垂直纸面向里,右侧两个区域垂直纸面向外.现有一个大小与磁场区域外边缘等大的正方形金属线框abcd正对着磁场区域水平向右匀速运动,在线圈通过磁场区域时有下面四个图象,其中A是电路中电流时间图象,B是线圈中bc部分两端电压时间图象,C是线框受到的安培力时间图象,D是线框中焦耳热功率时间图象,则可能正确的是(  )
A.B.C.D.

A、线框bc边从开始进入磁场到运动到磁场区域中线的过程中:
有效的切割长度L均匀减小,根据公式E=BLv可知,回路中产生的感应电动势均匀减小,感应电流均匀减小;根据楞次定律判断可知,感应电流方向沿逆时针;
bc边从磁场区域中线到磁场右侧的过程中,有效的切割长度L均匀增大,根据公式E=BLv可知,回路中产生的感应电动势均匀增大,感应电流均匀增大;根据楞次定律判断可知,感应电流方向沿顺时针;
同理,线框ad边通过磁场的整个过程中,感应电流先沿顺时针后沿逆时针,先均匀减小后均匀增大,故A正确.
B、线框bc边通过磁场的过程中,bc部分两端电压是外电压,等于其余三边的电压之和,等于感应电动势的
3
4
,先均匀减小后均匀增大.Ubc先正后负;线框ad边通过磁场的过程中,bc部分外电压的
1
3
,等于感应电动势的
1
4
先均匀增大后均匀减小.Ubc先正后负;但ad与bc经过同一位置时,此过程bc电压较小,所以两个过程中图线不平行,故B错误.
C、根据F=BIL知,线框bc边通过磁场的过程中安培力应先均匀减小后均匀增大,方向向左;线框ad边通过磁场的过程中安培力应先均匀后均匀减小,方向向左;故C错误.
D、根据公式P=I2R分析可知,焦耳热功率先非线性减小,后非线性增大,再先非线性减小,后非线性增大,故D正确.
故选:AD
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内,导轨光滑,电阻不计,上面横放着两根导体棒ab和cd构成矩形回路.导体棒ab和cd的质量之比为m1:m2=2:1,电阻相同,一匀强磁场垂直导轨平面向上,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,最后两棒ab和cd达到稳定后的速度分别为v1、v2,下列说法正确的是(  )
A.对m1、m2组成的系统,动量守恒,则稳定后的速度之比v1:v2=1:2
B.两棒从开始至达到稳定状态的过程中,产生的总势量等于系统动能的减少
C.同一时间段,通过两棒的电量不一定始终相同
D.棒ab产生的热量不等于棒ab动能的减少

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为υ,则金属棒ab在这一过程中(  )
A.加速度大小为
v2
2L
B.下滑位移大小为
qR
BL
C.产生的焦耳热为qBLυ
D.受到的最大安培力大小为
B2L2υ
R
sinθ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,一质量m=0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R=1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动,框架间距L=50cm,匀强磁场的磁感应强度B=0.4T,方向如图示,其余电阻均不计.若棒ab由静止开始沿框架下落,且与框保持良好接触,那么在下落的前一阶段,棒ab将做______运动,当棒ab运动达到稳定状态时的速度v=______.(g=10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图为一电梯简化模型,导体棒ab架在水平导轨上,导轨间加有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=10T.导体棒ab通过轻质细绳与电梯箱体相连,所有摩擦都不计,已知ab棒的长度为l=10m,质量不计,通过的电流大小为I,电梯箱体质量为m=100km,求:
(1)为了能提起电梯箱体,导体棒ab中的电流方向应朝哪?大小至少为多少?
(2)现使导体棒以恒定的功率P(即安培力的功率)从静止运行,试通过列式分析ab棒中电流的大小如何变化?
(3)若在题(2)中P=5000W,电梯箱体上升h=1m高度时,运行达到稳定状态,则此过程电梯运行的时间为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈,从h1=5m的高处由静止开始下落,然后进入高度为h2(h2>L)的匀强磁场.下边刚进入磁场时,线圈正好作匀速运动.线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s.取g=10m/s2
(1)求匀强磁场的磁感应强度B.
(2)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向.
(3)在线圈的下边通过磁场的过程中,线圈中产生的焦耳热Q是多少?通过线圈的电荷量q是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

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(1)金属棒ab中电流I的大小和方向;
(2)1min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:单选题

两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示.在这过程中(  )
A.金属棒运动过程中机械能守恒
B.恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热
C.金属棒克服安培力做的功等于拉力做的功
D.作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一宽L=10cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,一长为3L、宽为L的长方形导线框处于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=10cm/s通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取导线框刚进入磁场的时刻为t=0,逆时针为电流的正方向,下面的图线中,能反映感应电流随时间变化规律的是(  )
A.B.C.D.

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