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如图所示,有两根和水平方向成θ角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,不计金属杆的电阻,则

A.如果只增大θ,vm将变大
B.如果只增大B,vm将变大
C.如果只增大R,vm将变小
D.如果只减小m,vm将变大
A

试题分析:金属杆从轨道滑下过程,沿斜面方向有重力向下的分力和安培力沿斜面向上,设金属杆速度为,则安培力,初始安培力小于重力的分力,金属杆向下加速,当,金属杆不再加速,速度达到最大值,此时,若只增大增大,选项A对。若只增大或者减小,则只能使减小,选项BD错。如果只增大R,将变大选项C错。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁场垂直,如图甲所示,规定图中磁场方向为正。已知线圈的半径为r、匝数为N,总电阻为R,磁感应强度的最大值为B0,变化周期为T,磁感应强度按图乙所示变化。求:

(1)在0~内线圈产生的感应电流的大小I1
(2)规定甲图中感应电流的方向为正方向,在图丙中画出一个周期内的i-t图象,已知图中
(3)在一个周期T内线圈产生的焦耳热Q。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具,它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MNl平行于y轴,宽为dNP边平行于x轴,如图l所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿O x方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MNPQ边所在位置的磁感应强度随时问的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v

vv0
(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;
(2)为使列车获得最大驱动力,写出MNPQ边应处于磁场中的什么位置及λd之间应满足的关系式;
(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快,效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A,不计空气阻力。求:

(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?
(3)弹体从静止加速到4km/s过程中,该系统消耗的总能量;
(4)请说明电源的电压如何自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18)如图所示,光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为3m的重物,另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直,开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,(忽略所有摩擦,重力加速度为g),求:

(1)电阻R中的感应电流方向;
(2)重物匀速下降的速度v;
(3)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中产生的焦耳热QR
(4)若将重物下降h时的时刻记作t=0,速度记为v0,从此时刻
起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,水平放置的框架宽度L=0.4m,框架电阻不计。金属棒电阻R=0.8Ω,定值电阻R1=2Ω, R2=3Ω,当金属棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左匀速运动时,

(1)金属棒ab两端的电压
(2)电阻R1的热功率

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,粗糙的平行金属导轨与水平面的夹角为,宽为L,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B,导轨上、下两边分别连接电阻R1和R2,质量为m的导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g。则导体棒ab沿着导轨下滑的过程中( )
A.R1和R2发热功率之比P1:P2=R2:R1
B.导体棒匀速运动时的速度
C.安培力对导体棒做的功等于导体棒机械能的减少量
D.重力和安培力对导体棒做功之和大于导体棒动能的增量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分和水平部分均光滑,二者平滑连接.右端接一个阻值为R的定值电阻.水平部分导轨左边区域有宽度为d的匀强磁场区域,磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B.质量为m、电阻也为R的金属棒从磁场区域的右边界以平行于水平导轨的初速度v0进入磁场,离开磁场后沿弯曲轨道上升h高度时速度变为零,已知金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)

A.金属棒产生的最大感应电动势为Bdv0
B.通过金属棒的电荷量为
C.克服安培力所做的功为
D.整个过程电路中产生的焦耳热为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个刚性的矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后穿出磁场区域继续下落,已知磁场区域的高度大于线圈的高度,则下列判断中正确的是
A.若线圈进入磁场时是减速运动,则离开磁场时也是减速运动
B.若线圈进入磁场时是减速运动,则离开磁场时是加速运动
C.若线圈进入磁场时是匀速运动,则离开磁场时也是匀速运动
D.若线圈进入磁场时是加速运动,则离开磁场时也是加速运动

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