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精英家教网如图,水平导轨一端接有一小灯泡,导体杆ab垂直于导轨放置,并与导轨接触良好,在恒定水平外力F作用下由静止向右切割磁感线运动.已知磁场为匀强磁场,且与导轨平面垂直,导轨足够长,电阻不计,灯泡未被烧坏.则以下说法正确的是(  )
A、导体棒将做匀加速运动B、导体棒将做变加速运动C、灯泡的亮度一直增大D、灯泡最终将保持固定亮度
分析:ab棒有恒力作用下,向右切割磁感线产生感应电流,受到向左的安培力,安培力随着速度增大而增大,根据牛顿第二定律分析导体棒的运动情况,确定电路中感应电流的变化,从而判断灯泡亮度的变化.
解答:解:A、B导体棒受到水平向右的恒力F作用时,向右切割磁感线产生感应电流,受到向左的安培力,开始时,恒力大于安培力,导体棒做加速运动,速度增大,产生的感应电动势和感应电流增大,导体棒所受的安培力也增大,导体棒的加速度减小,当安培力与恒力大小相等时,导体棒将做匀速直线运动,速度保持不变.故导体棒将做变加速运动,直到匀速直线运动,故A错误,B正确.
C、D随着速度的增大,产生的感应电动势和感应电流增大,灯泡的亮度增大,当导体棒匀速运动时,感应电动势不变,感应电流不变,灯泡的亮度不变,故C错误,D错误.
故选:BD
点评:本题是电磁感应与力学知识的综合问题,关键要根据恒力与安培力的大小关系,判断导体棒的运动情况,类似于汽车的起动问题.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,电阻不计的光滑U形导轨水平放置,导轨间距d=0.5m,导轨一端接有R=4.0Ω的电阻.有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.2T.现用水平力垂直拉动金属棒ab,使它以v=10m/s的速度向右做匀速运动.设导轨足够长.
(1)求金属棒ab两端的电压;
(2)求水平拉力F的大小
(3)若某时刻撤去外力,从撤去外力到金属棒停止运动,求电阻R产生的热量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,电阻不计的光滑U形导轨水平放置,导轨间距d=0.5m,导轨一端接有R=4.0Ω的电阻.有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.2T.现用水平力垂直拉动金属棒ab,使它以v=10m/s的速度向右做匀速运动.设导轨足够长.求:
(1)求水平拉力的大小及金属棒ab两端的电压Uab
(2)若某时刻撤去外力,从撤去外力到金属棒停止运动,求电阻R产生的热量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,水平放置的平行光滑导轨相距为L,一端接有电阻R.质量为m的导体棒MN垂直放在导轨上.整个装置处于与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁场的磁感强度为B,方向如图所示.不计导轨及导体棒的电阻.现用与导轨平行的恒力F向右拉MN.设导轨足够长.求:
(1)MN达到的最大速度大小.
(2)当MN达到最大速度后撤去F,此后在电阻R上可以放出多少焦耳的热?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,ef、gh为水平放置的平等光滑导轨,导轨间距为L,导轨一端接有一定值的电阻R,质量为m的金属棒cd垂直于导轨放在导轨上,且与导轨良好接触,导轨及金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感就强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面,现对金属棒施加一水平向左的拉力,使棒向左运动,当棒的速度达到v0后,保持拉力的功率恒为P,再经过一段时间t,棒的速度为v,求:
(1)这时棒的加速度;
(2)在这时间t内电阻上产生的焦耳热;
(3)试作出拉力的功率恒为P后,电阻上产生的焦耳热Q随时间t变化的图线的大致形状,并说明理由.

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