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如图甲所示,光滑水平面上有一个单匝均匀正方形铜线框,钱框质量为m,边长为a,总电阻为R.垂直于水平面的有界匀强磁场磁感应强度为B,磁场左、右边界相互平行,相距为b(b>3a).线框的MN边与磁场边界平行.在垂直于MN的水平恒力F作用下线框水平向右运动,t=0时MN边以速度v0进入磁场,t=t0时线框完全进入磁场,t=3t0时线框MN边以速度v0离开磁场.v-t图象如图乙所示.
A.t=0时,线框MN边两端电压为Bav0
B.t0时刻线框的速度为(v0-2Ft0/m)
C.线框完全离开磁场的瞬间速度一定比t0时刻线框的速度大
D.线框在开始进入磁场到完全离开磁场过程中产生的电热为F(a+b)
B

[解析] t=0时,线框右侧边MN两端的电压即路端电压,为Bav,选项A错误;从t时刻至3t时刻线框做匀加速运动,加速度为,故在t时刻的速度为v-2at=v,选项B正确;因为t=0时刻和t=3t时刻线框的速度相等,进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同,故在位置3时的速度与t时刻的速度相等,选项C错误;线框在位置1和位置2时的速度相等,根据动能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有Fb=Q,所以线框穿过磁场的整个过程中,产生的电热为2Fb,选项D错误。故选B。
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

在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在的平面,欲使M所包围的小线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动情况可能是(  )
A.匀速向右运动B.减速向右运动
C.加速向右运动D.减速向左运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图甲所示, 两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.2m,一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图象如图乙所示.(取重力加速度g=10m/s2)求:

(1)t=10s时拉力的大小.
(2)t=10s时电路的发热功率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图3所示,MN、PQ为互相平行的金属导轨与电阻R相连.粗细均匀的金属线框用Oa和O′b金属细棒与导轨相接触,整个装置处于匀强磁场中,磁感强度B的方向垂直纸面向里.当线框OO′轴转动时
A.R中无电流通过
B.线框中有直流电
C.R中有交变电流通过
D.线框中电流强度的最大值与转速成无关

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用铝板制成“U”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整个装置在水平方向的磁场中向左以速度V匀速运动,若悬线拉力为F,则
A.悬线竖直,F=mg
B.悬线竖直,F<mg
C.适当选择V的大小可使F=0
D.因条件不足,F与mg的大小关系无法确定

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

金属圆环的圆心为o,金属棒oa、ob与金属环接触良好且可绕o在环上转动,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当外力使oa顺时针方向加速转动时,在oa追上ob之前,ob将
A.顺时针方向转动
B.逆时针方向转动
C.先顺时针方向转动,后逆时针方向转动
D.先逆时针方向转动,后顺时针方向转动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,有一区域足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L,右端接有电阻RMN是一根质量为m的金属棒,金属棒与导轨垂直放置,且接触良好,金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现给金属棒一水平初速度v0,使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为s。求:
(1)金属棒速度为v时的加速度为多大?
(2)金属棒运动过程中通过电阻R的电量q
(3)金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两条足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨所在的区域有垂直导轨平面的匀强磁场(图中未画出)。两导体棒a、b质量分别为mamb;电阻分别为Ra、Rb(导轨电阻不计),初始时导体棒a、b均垂直于导轨静止放置,某一瞬时给b一个垂直于棒向右的冲量I,使其沿导轨向右运动,待运动稳定后,求:这一过程中导体棒a中产生的焦耳热。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,电阻忽略不计的、两根两平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω,它们分别从图中M、N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=10m/s2。(不计a、b之间的作用)求:
(1)在整个过程中,a、b两棒克服安培力分别做的功;
(2)M点和N点距L1的高度。

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