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如图所示,先后两次将同一个矩形线圈由匀强磁场中拉出,两次拉动的速度相同.第一次线圈长边与磁场边界平行,将线圈全部拉出磁场区,拉力做功W1、通过导线截面的电荷量为q1,第二次线圈短边与磁场边界平行,将线圈全部拉出磁场区域,拉力做功为W2、通过导线截面的电荷量为q2,则(  )
A.W1>W2,q1=q2B.W1=W2,q1>q2
C.W1<W2,q1<q2D.W1>W2,q1>q

设线框的长为L1,宽为L2,速度为v.
第一次:线框所受的安培力大小为:FA=BI1L1=B
BL1v
R
L1
=
B2
L21
v
R

线框匀速运动,外力与安培力平衡,则外力的大小为:F1=FA
外力做功为:W1=F1L2=
B2
L21
v
R
L2
第二次:同理可得:W2=
B2
L22
v
R
L1

因为L1>L2,所以有有:W1>W2
两种情况下,线框拉出磁场时穿过线框的磁通量的变化量相等,根据感应电荷量公式q=
△Φ
R
可知,通过导线截面的电量相等,即有q1=q2
故选:A
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

在图甲中,直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场,第1象限内的磁感应强度大小为2B,第3象限内的磁感应强度大小为B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l,圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动,导线框回路电阻为R.

(1)求导线框中感应电流最大值.
(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t="0)"

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,AB、CD是两根足够长的光滑固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度未知,在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻,一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab,(金属棒的阻值也为R)从静止开始沿导轨下滑,已知金属棒下滑过程中的最大速度为vm(导轨电阻不计).
(1)求该匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若金属棒从静止开始下滑到金属棒达最大速度时金属棒沿斜面下滑的距离是d,求该过程中金属导轨与金属棒所形成的回路产生的热量Q.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=30°,导轨间距l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B=0.2T,方向垂直斜面向上.甲、乙金属杆质量均为m=0.02kg、电阻相同,甲金属杆处在磁场的上边界,乙金属杆距甲也为l,其中l=0.4m.同时无初速释放两金属杆,此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同.且乙金属杆进入磁场后恰能做匀速直线运动,(取g=10m/s2
(1)计算乙的电阻R.
(2)以刚释放两杆时作为零时刻,写出从开始到甲金属杆离开磁场的过程中,外力F随时间t的变化关系,并说明F的方向.
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q=
1
30
J,试求此过程中外力F对甲做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中.当磁场以20T/s的变化率增强时,线框中点a、b两点间的电势差Uab是(  )
A.0.2V B.-0.2V C.0.4V D.-0.4

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,P、Q是两根足够长的竖直金属杆(电阻忽略不计),处在垂直纸面向里的匀强磁场B中,螺线管MN上的绕线方式没有画出,导轨与螺线管的绕线接头c、d之间用导线相连,A是MN正下方水平放置在地面的金属圆环.将金属棒ef由静止释放,ef下滑中与P、Q杆接触良好且无摩擦.在金属棒释放后(  )
A.A环中有越来越大的感应电流
B.A环对地面的压力先增大后减小至恒定值
C.A环的面积有扩张的趋势
D.只改变螺线管的绕线方向,则A环对地面的压力变化规律不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状,它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通,在外力F作用下,正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动.杆的电阻不计,导线电阻为R,ab间距离为2L,导线组成的正弦图形项部或底部到杆距离都是
L
2
.在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域,磁场的宽度为2L,磁感应强度为B.现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动,在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直.t=0时刻导线从O点进入磁场,直到全部穿过磁场,外力F所做功为(  )
A.
B2L2v2
R
B.
B2L3v
2R
C.
B2L3v
4R
D.
B2L2v2
4R

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨,垂直于导轨平面有一匀强磁场.质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上,除电阻R和金属棒cd的电阻r外,其余电阻不计;现用水平恒力F作用于金属棒cd上,由静止开始运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B.只有在cd棒做匀速运动时,F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C.无论cd棒做何种运动,它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能
D.R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,水平面上有一对平行光滑金属导轨,导轨左端串有一电阻R,金属杆ab垂直平放在两导轨上,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,忽略导轨的电阻,但ab杆的质量和电阻都不能忽略.现给ab杆施以水平向右的恒力F,在ab杆从静止开始向右运动过程中,外力F做的功______(选填:“大于”、“等于”或“小于”)整个电路消耗的电功,磁场对ab杆作用力的功率______(选填:“大于”、“等于”或“小于”)电阻R上消耗的电功率.

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