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如图,光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成,水平部分足够长且处在竖直向下的匀强磁场中,右端接一电源(电动势为E,内阻为r).一电阻为R的金属杆PQ水平横跨在导轨的倾斜部分,从某一高度由静止释放,金属杆PQ进入磁场后的运动过程中,速度时间图象不可能是下图中的哪一个?(导轨电阻不计)(  )
A.B.C.D.

金属杆PQ进入磁场后切割磁感线产生感应电动势,根据右手定则判断得知,感应电动势的方向与电源的电动势方向相反.
A、若杆PQ产生的感应电动势与电源的电动势大小相等时,回路中总电动势为零,电路中没有电流,金属杆不受安培力,做匀速直线运动,故A是可能的;
B、若杆PQ产生的感应电动势小于电源的电动势大小,杆中电流方向从P到Q,所受的安培力方向向右,将做加速运动,随着速度增加,棒产生的感应电动势增加,回路中总的电动势增加,电流减小,棒所受的安培力减小,加速度随之减小,可知v-t图象的斜率减小,故B是可能的;
C、D若杆PQ产生的感应电动势大于电源的电动势大小,杆中电流方向从Q到P,所受的安培力方向向左,将做减速运动,随着速度减小,棒产生的感应电动势减小,回路中总的电动势减小,电流减小,棒所受的安培力减小,加速度随之减小,可知v-t图象的斜率减小,故C是不可能,D是可能的,
本题选不可能的,故选:C.
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

如图甲所示,两根足够长的平行导轨处在与水平方向成θ角的斜面上,θ=370,导轨电阻不计,间距L=0.3m.在斜面上加有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导轨底端接一个阻值R=1Ω的电阻.质量m=1kg、电阻r=2Ω的金属棒ab横跨在平行导轨间,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,金属棒从距底端高为h1=2.0m处以平行于导轨向上的初速度v0=10m/s上滑,滑至最高点时高度为h2=3.2m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2
(1)求ab棒上升至最高点的过程中,通过电阻R的电量q和电阻R产生的焦耳热Q.
(2)若ab棒固定在导轨上的初始位置,磁场按图乙所示规律变化(2.5×10-2~7.5×10-2s内是正弦规律变化),电阻R在一个周期内产生的焦耳热为Q=5J,取π2=10,求B0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有导线ab长0.2m,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以3m/s的速度做切割磁感线运动,导线垂直磁感线,运动方向跟磁感线及直导线均垂直,则导线中的感应电动势大小为(  )
A.3.00VB.0.60VC.0.40VD.0.20V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在倾角θ=30°,相距L=1m的光滑轨道上端连有一电阻R=9Ω,整个轨道处于垂直轨道方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中,现在轨道上由静止释放一质量m=100g,电阻r=lΩ的金属棒,当棒下滑s=5m时恰好达到最大速度,不计导轨电阻.求:
(1)棒下滑的最大速度.
(2)电路在这个过程中产生的热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,导线ab=bc=L,今使导线abc在磁感应强度为B的匀强磁场中,以速度v平行纸面水平向右运动,则ab间的电势差Uab=______;ac间的电势差Uac______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,直角三角形ABC是由同种金属材料制成的线框,线框位于跟有界匀强磁场垂直的平面内.现用外力将线框ABC匀速向右拉进磁场,至AB边进入磁场前,设线框中产生的感应电动势为E、AB两点间的电势差为U、线框受安培力的合力为F、回路中消耗的电功率为P,则与这一过程相符合的各物理量与图示位移的关系图象是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,平行金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,导轨间分布着匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面.一根长金属棒与导轨成θ角放置(棒与导轨的电阻不计),当金属棒以恒定速度v在金属导轨上滑行时(速度方向如图示),通过电阻的电流是(  )
A.
Bdv
Rsinθ
B.
Bdv
R
C.
Bdvsinθ
R
D.
Bdvcosθ
R

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,空间存在有界磁场I和Ⅱ,其中磁场I上下边界间距为4L,方向垂直纸面向里,大小为B,磁场Ⅱ的上边界与磁场I的下边界重合,磁场Ⅱ的宽度为2L,方向垂直纸面向外,大小也为B.一质量为m,边长为L的金属线框以某一竖直速度v0从磁场I的上边界进入磁场时恰好匀速运动,线框从磁场I进入磁场Ⅱ的过程中线框再次达到匀速运动,最后线框下边界刚离开磁场Ⅱ时恰好又一次开始匀速运动,则(  )
A.线圈下边刚进入磁场Ⅱ时的速度最大
B.线圈上边离开磁场Ⅱ时的速度v2>v0
C.线圈下边到达磁场I的下边界时的速度大小为v1=
2
3
gl
D.线圈在从磁场I进入磁场Ⅱ的过程中机械能减少了5mgL

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢.在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN.缓冲车的底部,安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L.假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动,从而实现缓冲,一切摩擦阻力不计.
(1)求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零,则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若缓冲车以某一速度
v′0
(未知)与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,缓冲车厢所受的最大水平磁场力为Fm.缓冲车在滑块K停下后,其速度v随位移x的变化规律满足:v=
v′0
-
n2B2L2
mR
x
.要使导轨右端不碰到障碍物,则缓冲车与障碍物C碰撞前,导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大?

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