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粗糙的平行金属导轨倾斜放置,匀强磁场B垂直于导轨平面,导体棒ab垂直导轨放置由静止开始下滑,回路中除电阻R外其它电阻不计(轨道足够长),在ab棒下滑的过程中(  )
A.ab的速度先增大,然后减小,最后匀速下滑
B.导体棒ab的加速度越来越小,最后为零
C.导体棒ab下滑过程中,回路中的电流越来越大,最后为零
D.导体棒ab受到的磁场力越来越大,最后等于棒的重力沿斜面的分力

A、金属棒ab从静止开始沿导轨下滑后,受到重力、垂直于导轨向上的支持力和沿导轨向上的滑动摩擦力、安培力,重力沿斜面向下的分力先大于滑动摩擦力与安培力之和,ab棒先做加速运动,随着速度的增大,感应电动势和感应电流增大,ab棒所受的安培力增大,当重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力与安培力之和时,ab棒的合力为零,开始做匀速运动,达到稳定状态,速度达到最大值.故ab棒的速度先增大后不变,最后匀速下滑.故A错误.
B、由E=BLv知,速度先增大后不变,则感应电动势先增大后不变.由欧姆定律I=
E
R
知,感应电流也先增大后不变,安培力先增大后不变,重力沿斜面向下的分力先大于滑动摩擦力与安培力之和,后等于滑动摩擦力与安培力之和,所以金属棒ab所受的合外力逐渐减小直至为零,加速度逐渐减小直至为零.故加速度先减小,最后为零.故B正确.
C、由上分析得知,感应电流先增大后不变,但最后不为零.故C错误.
D、导体棒ab受到的磁场力即安培力越来越大,最后等于棒的重力沿斜面的分力与滑动摩擦力之差,故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:问答题

如图所示,水平地面上方的H高区域内有匀强磁场,水平界面PP′是磁场的上边界,磁感应强度为B,方向是水平的,垂直于纸面向里.在磁场的正上方,有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd,ab长为l1,bc长为l2,H>l2,线框的质量为m,电阻为R.使线框abcd从高处自由落下,ab边下落的过程中始终保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动情况是:cd边进入磁场以后,线框先做加速运动,然后做匀速运动,直到ab边到达边界PP′为止.从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中,线框中产生的焦耳热为Q.求:
(1)线框abcd在进入磁场的过程中,通过导线的某一横截面的电荷量是多少?
(2)线框是从cd边距边界PP′多高处开始下落的?
(3)线框的cd边到达地面时线框的速度大小是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,金属圆环的半径为r,电阻的值为2R.金属杆oa一端可绕环的圆心O旋转,另一端a搁在环上,电阻值为R.另一金属杆ob一端固定在O点,另一端b固定在环上,电阻值也是R.加一个垂直圆环的磁感强度为B的匀强磁场,并使oa杆以角速度匀速旋转.如果所有触点接触良好,ob不影响oa的转动,求流过oa的电流的范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,足够长的粗糙斜面与水平面成θ=37°放置,在斜面上虚线aa′和bb′与斜面底边平行,且间距为d=0.1m,在aa′bb′围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场,磁感应强度为B=1T;现有一质量为m=0.01kg,总电阻为R=1Ω,边长也为d=0.1m的正方形金属线圈MNPQ,其初始位置PQ边与aa′重合,现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动,当金属线圈从最高点返回到磁场区域时,线圈刚好做匀速直线运动.已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,不计其他阻力,求:
(1)线圈向下返回到磁场区域时的速度;
(2)线圈向上离开磁场区域时的动能;
(3)线圈向下通过磁场过程中,线圈电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,倾角θ=30°、宽为L=1m的足够长的U形光滑金属框固定在磁感应强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂商导轨平面斜向上.现用一平行于导轨的牵引力F,牵引一根质量为m=0.2kg,电阻R=1Ω的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动.(金属ab始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦)问:
(1)若牵引力是恒力,大小为9N,则金属棒达到的稳定速度v1多久?
(2)若金属棒受到向上的拉力在斜面导轨上达到某一速度时,突然撤去拉力,从撤去拉力到棒的速度为零时止,通过金属棒的电量为O.48C,金属棒发热为1.12J,则撤力时棒的速度v2多大?(g=10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,间距为L=0.9m的两金属导轨足够长,与水平面成37°角平行放置.导轨两端分别接有电阻R1和R2,且R1=R2=10Ω,导轨电阻不计.初始时S处于闭合状态,整个装置处在匀强磁场中,磁场垂直导轨平面向上.一根质量为m=750g的导体棒ab搁放在金属导轨上且始终与导轨接触良好,棒的有效电阻为r=1Ω.现释放导体棒,导体棒由静止沿导轨下滑,达到稳定状态时棒的速率为v=1m/s,此时整个电路消耗的电功率为棒的重力功率的四分之三.取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)稳定时导体棒中匀强磁场磁感应强度B;
(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(3)断开S后,导体棒的最终速率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从a位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,间距为L的两根平行金属导轨弯成“L”形,竖直导轨面与水平导轨面均足够长,整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中.质量均为m、阻值均为R的导体棒ab、cd均垂直于导轨放置,两导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ,当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑.某时刻将导体棒cd所受水平恒力撤去,经过一段时间,导体棒cd静止,此过程流经导体棒cd的电荷量为q(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计,已知重力加速度为g),则(  )
A.导体棒cd受水平恒力作用时流经它的电流I=
BLv0
R
B.导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小a=g-
μB2L2v0
2mR
C.导体棒cd在水平恒力撤去后它的位移为s=
2Rq
BL
D.导体棒cd在水平恒力撤去后它产生的焦耳热为Q=
1
4
m
v20
-
μmgRq
BL

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,光滑、平行的金属轨道分水平段(左端接有阻值为R的定值电阻)和半圆弧段两部分,两段轨道相切于N和N'点,圆弧的半径为r,两金属轨道间的宽度为d,整个轨道处于磁感应强度为B,方向竖直向上的匀强磁场中.质量为m、长为d、电阻为R的金属细杆置于框架上的MM'处,
MN
=r.在t=0时刻,给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度v0,之后金属细杆沿轨道运动,在t=tl时刻,金属细杆以速度v通过与圆心等高的P和P′;在t=t2时刻,金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点,金属细杆与轨道始终接触良好,轨道的电阻和空气阻力均不计,重力加速度为g.以下说法正确的是(  )
A.t=0时刻,金属细杆两端的电压为Bdv0
B.t=tl时刻,金属细杆所受的安培力为
B2d2v
2R
C.从t=0到t=t1时刻,通过金属细杆横截面的电量为
Bdr
R
D.从t=0到t=t2时刻,定值电阻R产生的焦耳热为
1
4
mv
20
-
5
4
mgr

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