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如下图所示,两根光滑的金属轨道,平轨部分足够长,置于竖直向上的匀强磁场中,斜轨所在区域没有磁场,两根质量均为m的金属杆AB和CD,垂直导轨放置。现给CD杆一个沿导轨向左的速度v0,速度的大小与AB滑到水平轨道时一样大,同时让AB杆在斜轨上由静止开始运动,若CD杆未能滑到斜轨底端,两杆也没有相碰,则以下说法正确的是

A.两杆最终将静止在平轨上

B.两杆最终将以相同的速度向右运动

C.整个过程系统产生的焦耳热一定小于

D.整个过程系统产生的焦耳热一定大于

BD    CD杆向左运动,切割磁感线产生电动势,电路中有了电流,所以CD杆要受到安培力,做减速运动。当AB杆滑到平轨时,CD杆速度已减小甚至已经停下,以后,AB和CD都运动,系统产生的感应电流使它们受到的安培力等大反向,所以动量守恒,最终必定以相等的速度向右运动,所以B项正确;设AB滑到平轨时CD的速度为v(v<v0),由动量守恒得mv0-mv=2mv1,所以v1=,由能量守恒,设产生的焦耳热为Q,由Q=2× ×2mv12=+,而,所以必有Q>,D项正确。

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相关习题

科目:高中物理 来源:2013-2014河北省衡水市高二月考物理试卷(理)(解析版) 题型:选择题

如下图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,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、电阻不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升,上升高度为h.则在此过程中,以下错误的是(    )

A.作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零

B.恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

C.恒力F和安培力的合力所做的功等于零

D.恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和

 

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科目:高中物理 来源:2014届江西省南昌市三校高二5月联考物理试卷(解析版) 题型:选择题

如下图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,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、电阻不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升,上升高度为h.则在此过程中,以下错误的是(    )

A.作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零

B.恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

C.恒力F和安培力的合力所做的功等于零

D.恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和

 

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如下图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,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、电阻不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升,上升高度为h.则在此过程中,以下错误的是


  1. A.
    作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零
  2. B.
    恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
  3. C.
    恒力F和安培力的合力所做的功等于零
  4. D.
    恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和

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科目:高中物理 来源: 题型:

如下图所示,两根光滑的平行金属导轨MNPQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:

    (1)杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大?

    (2)杆的速度达到最大时,ab两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?

(3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?

(4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?

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