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在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域II的磁场方向垂直斜面向下,磁场宽度HP及PN均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g,下列说法中正确的是(   )
A.当ab边刚越过JP时,导线框的加速度大小为a=gsinθ
B.导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1
C.从t1到t2的过程中,导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少
D.从t1到t2的过程中,有机械能转化为电能
BD

试题分析:ab边刚越过GH进入磁场I区域时,电动势E1=BLv1,电流,线框做匀速运动,所以,当ab边刚越过JP时,电动势E2=2BLv1,根据牛顿第二定律,联立解得a=3gsinθ,所以A错误;当a=0时,以速度v2做匀速直线运动,即,得:,所以v1:v2=4:1,故B正确;从t1到t2的过程中,根据能量守恒导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少加上动能的减少量,即克服安培力做功W=,所以C错误;又克服安培力做功等于产生的电能,所以D正确。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,边长为L的正方形金属框,匝数为n,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,下列说法正确的是(   )
A.线圈的感应电动势大小为nk·
B.细绳拉力最大时,金属框受到的安培力大小为mg
C.从t=0开始直到细线会被拉断的时间为
D.以上说法均不正确

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

距地面某一高度处在水平面内固定一个闭合导线环,在它的正上方距地h高处有一质量为m、竖直放置的小条形磁铁,将其释放做初速为零的下落运动,刚好不接触地穿过导线环,落地前的瞬时速度为V.如果忽略空气阻力,则(  )
A.V=
2gh
B.
1
2
mv2=mgh
C.导体环获得的电能E=
1
2
mv2-mgh
D.导体环增加的内能△E=mgh-
1
2
mv2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,AB、CD是处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场的两条金属导轨(足够长),导轨宽度为d,导轨通过导线分别与平行金属板MN相连,有一与导轨垂直且始终接触良好的金属棒ab以某一速度沿着导轨做匀速直线运动。在y轴的右方有一磁感应强度为B2的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的下方有一场强为E的方向平行x轴向右的匀强电场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子在M板由静止经过平行金属板MN,然后以垂直于y轴的方向从F处沿直线穿过y轴,而后从x轴上的G处以与x轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域,最后到达y轴上的H点。已知OG长为l,不计粒子的重力。求:

(1)金属棒ab做匀速直线运动速度的大小B?
(2) 粒子到达H点时的速度多大?
(3)要使粒子不能回到y轴边界, 电场强度以满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分) 光滑的平行金属导轨长x=2 m,两导轨间距L=0.5 m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6 Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1 T,如图所示.有一质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,试求:

(1)当棒的速度v1=2 m/s时,电阻R两端的电压;
(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小;
(3)棒下滑到轨道最底端时加速度a的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈.当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势,其E-t关系如图所示.如果只将刷卡速度改为,线圈中的E-t关系图可能是(  )


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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图甲所示,在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R=4Ω的定值电阻,两导轨在同一平面内,质量为m=0.2kg,长为L=1.0m的导体棒ab垂直于导轨,使其从靠近电阻处由静止开始下滑,已知导体棒电阻为r=1Ω,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示.求:

(1)导轨平面与水平面间夹角θ
(2)磁场的磁感应强度B;
(3)若靠近电阻处到底端距离为S=7.5m,ab棒在下滑至底端前速度已达5m/s,求ab棒下滑到底端的整个过程中,电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分) 如图所示,两根竖直放置的平行光滑金属导轨,上端接阻值R=3 Ω的定值电阻.水平虚线间有与导轨平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.3 m.导体棒a的质量ma=0.2 kg,电阻Ra=3 Ω;导体棒b的质量mb=0.1 kg,电阻Rb=6 Ω.它们分别从图中P、Q处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时a正好进入磁场.设重力加速度为g=10 m/s2,不计a、b之间的作用,整个过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好,导轨电阻忽略不计.求:

(1)在整个过程中,a、b两棒克服安培力做的功分别是多少;
(2)a、b棒进入磁场的速度;
(3)分别求出P点和Q点距A1的高度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

闭合线圈与匀强磁场垂直,现将线圈拉出磁场,第一次拉出速度为v1,第二次拉出速度为第一次的两倍v2=2v1则(    )
A.两次拉力做的功一样多B.两次所需拉力一样大
C.两次拉力的功率一样大D.两次通过线圈的电荷量一样多

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