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如图所示,相距为L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R,整个装置被固定在水平地面上,整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两根质量均为m,电阻都为R,与导轨间的动摩擦因数都为μ的相同金属棒MN、EF垂直放在导轨上。现在给金属棒MN施加一水平向左的作用力F,使金属棒MN从静止开始以加速度a做匀加速直线运动,若重力加速度为g,导轨电阻不计,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是
A.从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为t=
B.若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T,则此过程中流过电阻R的电荷量为q=
C.若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T,则金属棒EF开始运动时,水平拉力F的瞬时功率为P=(ma+μmg)aT
D.从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动的过程中,两金属棒的发热量相等
AB

试题分析:MN匀加速运动,切割磁感线,产生感应电动势,此时EF和定值电阻R并联构成外电路,并联电阻为,电源内阻为,路端电压即EF的电压,经过EF的电流,受到安培力,当EF开始运动时,,求得时间,选项A对。若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T,则MN移动的位移为,通过整个电路的电荷量,EF和定值电阻并联,电阻相等,所以流过电阻R的电荷量选项B对。EF开始运动时,经过MN的电流为,受到安培力,根据牛顿第二定律,得拉力,瞬时功率为,选项C错。从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动的过程中,MN电流为干路电流,而FE电流为支路电流,电流不等高,虽然电阻相等,时间相等,产生热量不等,选项D错。
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

在圆形线圈开口处接一平行板电容器,线圈的一部分置于周期性变化的磁场中,规定磁场向内为B的正方向,那么放在平行板中间的电子的加速度方向在同一周期内的变化是(电子未碰板)
A.向上,向下,向下,向上B.向下,向上,向下,向上
C.向上,向下,向上,向下D.向下,向上,向上,向下

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为,在磁场中运动时产生的热量分别为,不计空气阻力,则
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

竖直放置的平行光滑导轨,其电阻不计,磁场方向如图所示,磁感强度B=0.5T,导体ab及cd长均为0.2m,电阻均为0.1Ω,重均为0.1N,现用力向上推动导体ab,使之匀速上升(与导轨接触良好),此时,cd恰好静止不动,那么ab上升时,下列说法正确的是( )
A.ab受到的推力大小为2N
B.ab向上的速度为2m/s
C.在2s内,推力做功转化的电能是0.8J
D.在2s内,推力做功为0.6J

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,abcd是一个质量为m,边长为L的正方形金属线框。如从图示位置自由下落,在下落h后进人磁感应强度为B的磁场,恰好做匀速直线运动,该磁场的宽度也为L。在这个磁场的正下方3h+L处还有一个磁感应强度未知,但宽度也为L的磁场,金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动,那么下列说法正确的是(  )
A.未知磁场的磁感应强度是B/2
B.未知磁场的磁感应强度是
C.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgL
D.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2:1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,经过足够长时间以后
A.金属棒ab、cd都做匀速运动
B.金属棒ab上的电流方向是由b向a
C.金属棒cd所受安培力的大小等于2F/3
D.两金属棒间距离保持不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(11分)如下图所示,把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触.当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:

(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分)如图所示,左右两边分别有两根平行金属导轨相距为L,左导轨与水平面夹30°角,右导轨与水平面夹60°角,左右导轨上端用导线连接。导轨空间内存在匀强磁场,左边的导轨处在方向沿左导轨平面向下,磁感应强度大小为B的磁场中。右边的导轨处在垂直于右导轨斜向上,磁感应强度大小也为B的磁场中。质量均为m的导杆ab和cd垂直导轨分别放于左右两侧导轨上,已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为μ=,回路电阻恒为R,若同时无初速释放两导杆,发现cd沿右导轨下滑距离时,ab杆才开始运动。(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。

(1)试求ab杆刚要开始运动时cd棒的速度
(2)以上过程中,回路中共产生多少焦耳热?
(3)cd棒的最终速度为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π,磁场均沿半径方向,匝数为N的矩形线圈.abcd的边长abcdlbcad=2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bcad边同时进入磁场,在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两条边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求:

(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em
(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F
(3)外接电阻上电流的有效值I.

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