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10.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m,电阻可不计的金属棒ab正中央连接一轻质绳,轻质绳跨过光滑小滑轮,另一端连接一质量也为m的小物块,如图所示.现让物块将绳拉直,再释放物块让它下落,在物块下落过程中(  )
A.物块机械能的减少等于金属棒机械能的增加
B.金属棒和物块机械能的减少等于R上发出的焦耳热
C.物块重力势能的减少等于金属棒重力势能的增加与R上发出的焦耳热之和
D.最终物块重力势能的减少等于电阻R上产生的焦耳热

分析 释放物块,在物块下落的过程中,金属棒切割磁感线产生感应电流,受到安培力,开始一段时间内金属棒加速运动,最终匀速运动,根据能量转化和守恒定律分析.

解答 解:A、金属棒要克服安培力做功,产生电能,物块机械能的减少不等于金属棒机械能的增加,故A错误;
B、由能量守恒知,金属棒和物块机械能的减少等于R上发出的焦耳热;故B正确.
C、由于金属棒上升过程金属棒和物块动能先在增加,物块重力势能的减少等于金属棒重力势能的增加、动能增加与R上发出的焦耳热之和,故C错误;
D、金属棒上升过程,开始的一段时间内速度增大,产生的感应电动势增大,感应电流增大,其所受的安培力增大,金属棒和物块做加速度越来越小的加速运动,最终匀速运动,物块重力势能的减少等于电阻R上产生的焦耳热与金属棒增加的机械能之和,故D错误.
故选:B

点评 对于电磁感应与功能结合问题,要正确分析能量是如何转化,利用能量守恒定律分析各种能之间的关系,尤其注意的是克服安培力所做功等于整个回路中产生热量.

练习册系列答案
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B.K闭合的瞬间,a灯最亮
C.K断开的瞬间,a、c两灯立即熄灭
D.K断开之后,a、c两灯逐渐变暗且亮度相同

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实验次数123456
$\frac{1}{U}$/(V-10.801.071.301.471.802.27
$\frac{1}{R}$/(Ω-10.20.81.01.52.0

③图(丙)是根据上表中的数据,在坐标纸上画出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象.若忽略电压表内阻的影响,当电阻箱、电压表的示数分别是R、U时,电池电动势E=U+$\frac{U}{R}r$(用U、R、r表示);设$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象纵轴截距为A,则A与电池电动势E的函数关系式是$\frac{1}{E}$,该图象的斜率K与E、r之间的函数关系式是$\frac{r}{E}$;
④根据图象可知:电池的电动势E=1.67V,内阻r=1.34Ω.(结果保留三位有效数字)

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5.如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中(  )
A.缓冲器的机械能不守恒B.摩擦力做功消耗机械能
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(1)写出感应电动势的瞬时值表达式.
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