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    如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是
    A．导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左
    B．导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U=BLv0
    C．导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Ep=m
    D．金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Q=m
    AD

    试题分析：导体棒和定值电阻组成闭合线圈，开始运动的初始时刻，导体棒向右运动，线圈面积减小，根据楞次定律来据去留，安培力阻碍线圈面积的变化，所以安培力水平向左，选项A对。根据楞次定律导体棒切割磁感线产生的感应电动势，但导体棒和定值电阻组成闭合回路，导体棒两端电压为路端电压，已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等所以路端电压选项B错。导体棒向右运动的过程，安培力和弹簧弹力做功，根据功能关系产生的焦耳热选项C错。金属棒最终会停下来时，不再切割磁感线，没有感应电动势和感应电流，不受安培力，而导轨光滑，没有摩擦力，所以导体棒静止时，弹簧弹力为0，即弹簧原长，根据功能关系，电路上产生的焦耳热，由于电路内阻等于外阻，所以电阻R上产生的焦耳热为，选项D对。
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，一个半径为L的半圆形硬导体ab在竖直U型框架上释放

    从静止，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为R，半圆形硬导体ab的
    质量为m，电阻为r，重力加速度为g，其余电阻不计，
    小题1:当半圆形硬导体ab的速度为时（未达到最大速度），
    求ab两端的电压；
    小题2:求半圆形硬导体ab所能达到的最大速度.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    法拉第发明了世界上第一台发电机一一法拉第圆盘发电机。如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是
    A．回路中电流大小变化，方向不变
    B．回路中电流大小不变，方向变化
    C．回路中电流的大小和方向都周期性变化
    D．路中电流方向不变，从b导线流进电流表

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （10分）如图所示，abcd是一边长为l的匀质正方形导线框，总电阻为R，今使线框以恒定速度v水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域．已知磁感应强度为B，磁场宽度为3l，求线框在进入磁场区和穿出磁场区两个过程中a b两点间电势差的大小．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，两根相距为L的平行直导轨水平放置，R为固定电阻，导轨电阻不计。电阻阻值也为R的金属杆MN垂直于导轨放置，杆与导轨之间有摩擦，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。t=0时刻对金属杆施加一水平外力F作用，使金属杆从静止开始做匀加速直线运动。下列关于外力F、通过R的电流I、摩擦生热Q（图C为抛物线）、外力F的功率P随时间t变化的图像中正确的是

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如右图所示，MN右侧有一正三角形匀强磁场区域（边缘磁场忽略不计），上边界与MN垂直。现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，从MN左侧垂直于MN匀速向右运动。导体框穿过磁场过程中所受安培力F的大小随时间变化的图象以及感应电流i随时间变化的图象正确的是（取逆时针电流为正）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列i一t图中正确的是

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L="l" m，与水平夹角为=30o，导轨上端用导线CE连接(导轨和连接线电阻不计)，导轨处在磁感应强度为B=0.1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一根电阻为R=1的金属棒MN两端有导电小轮搁在两导轨上，棒上有吸水装置P。取沿导轨向下为x轴正方向，坐标原点在CE中点，开始时棒处在x=0位置(即与CE重合)，棒的起始质量不计。当棒自静止起下滑时，便开始吸水，质量逐渐增大，设棒质量的增大与位移x的平方根成正比，即m=，k为一常数，k=0.1kg/m1/2。求：

    (1)金属棒下滑2 m位移过程中，流过棒的电荷量是多少?
    (2)猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动，并加以证明。
    (3)金属棒下滑2 m位移时速度为多大?

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图，两根相距l＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：

    (1)同路中的电流；
    (2)金属棒在x＝2m处的速度；
    (3)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小；
    (4)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中外力的平均功率。

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