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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(  )
分析:金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,做加速度逐渐减小的变加速运动.由牛顿第二定律,法拉弟电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理.
解答:解:A、金属棒ab开始做加速运动,速度增大,感应电动势增大,所以感应电流也增大,导致金属棒受到的安培力增大,所以加速度减小,即金属板做加速度逐渐减小的变加速运动,根据牛顿第二定律,有:
mgsinθ-BIL=ma;
其中I=
E
R
=
BLv
R

故a=gsinθ-
B2L2v
mR
,故A错误;
B、由电量计算公式q=
n△Φ
R+r
=
BLs
R
可得,下滑的位移大小为s=
qR
BL
,故B正确.
C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流I′=
BLv
R
小,故这一过程产生的焦耳热小于qBLv.故C错误.
D、金属棒ab受到的最大安培力大小为F=BIL=B?
BLv
R
?
L=
B2L2v
R
,故D错误.
故选B.
点评:电磁感应综合题中,常常用到这个经验公式:感应电量q=
n△Φ
R+r
常用来求位移,但在计算题中,不能直接作为公式用,要推导.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻可忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角.有一磁感应强度B=0.8T的匀强磁场,方向垂直于导体框平面.一根质量m=0.2kg、电阻为R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,某时刻起将导体棒由静止释放.已知导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求导体棒刚开始下滑时的加速度的大小; 
(2)求导体棒运动过程中的最大速度和重力的最大功率;
(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中,通过导体棒横截面的电量Q=2C,求导体棒在此过程中消耗的电能.

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精英家教网如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面向上,一根质量m=0.2kg,有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时,通过导体棒截面的电量共为Q=4C.求:
(1)导体棒匀速运动的速度;
(2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒的电阻消耗的电功.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上,斜面倾角30°,框架的宽度l=1.0m、质量M=1.0kg.导体棒ab垂直放在框架上,且可以无摩擦的运动.设不同质量的导体棒ab放置时,框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N.导体棒ab电阻R=0.02Ω,其余电阻一切不计.边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ,方向相反且均垂直于金属框架,磁感应强度均为B=0.2T.导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动,当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时,框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值;导体棒ab继续运动,当它刚刚进入Ⅱ区域时,框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值.(g=10m/s2).求:
(1)磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d;
(2)欲使框架一直静止不动,导体棒ab的质量应该满足的条件;
(3)质量为1.6kg的导体棒ab在运动的全过程中,金属框架受到的最小摩擦力.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角,其中MN与PQ平行,导轨间距为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.金属捧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,当流过棒ab某一横截面的电量为q时.此时金属棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中(  )
A、ab棒运动的平均速度大小为
v
2
B、此时金属棒的加速度为a=gsinθ-
B2L2v
mR
C、此过程中产生的焦耳热为Q=BLvq
D、金属棒ab沿轨道下滑的最大速度为
mgR
B2L2

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上,斜面倾角30°,框架的宽度L=1.0m、质量M=1.0kg.导体棒ab垂直放在框架上,且可以无摩擦的运动.设不同质量的导体棒ab放置时,框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N.导体棒ab电阻R=0.02Ω,其余电阻一切不计.边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ,方向相反且均垂直于金属框架,磁感应强度均为B=0.2T.导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动,当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时,框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值;导体棒ab继续运动,当它刚刚进入Ⅱ区域时,框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值.求:
(1)磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d;
(2)欲使框架一直静止不动,导体棒ab的质量应该满足的条件.

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