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如图所示,在水平桌面上放置的足够长的平行金属导轨间串联了一个电容为C、充电后电荷量为Q0的电容器,两导轨间的距离为L;现将一质量为m的裸导体棒ab放在导轨上,方向与导轨垂直,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度为B;当闭合开关S后,导体棒ab将向右运动.若导体棒与导轨接触良好,忽略一切摩擦,则关于磁场方向以及闭合开关S后发生的现象,下列说法正确的是(  )
A.磁场方向竖直向上
B.电容器的电荷量将逐渐减少,直到不带电
C.导体棒ab先做匀加速运动,然后做匀减速运动,直到静止不动
D.导体棒ab先做变加速运动,然后做匀速运动

A、开关闭合后,电容器将形成由a到b的放电电流,导体棒ab向右运动,所受的安培力方向向右.根据左手定则判断可知磁场方向竖直向下,故A错误.
BCD、在导体棒向右运动的过程中,由于切割磁感线也将产生电动势,该电动势方向和电容器电压相反,故电路中电流是变化的,当导体棒的感应电动势和电容器电压相等时,电路中电流为零,导体棒ab不再受安培力作用,而做匀速运动,故导体棒ab先做加速度逐渐减小的加速运动,最后匀速运动.
由于最终导体棒做匀速运动,电容器的电压等于此时棒产生的感应电动势,所以电容器的电荷量先逐渐减少,后不变,但不为零.故B、C错误,D正确.
故选:D.
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

(A)两根足够长的光滑的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L,电阻不计,上端接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.有一个质量为m、长度为L、电阻同也为R的导体棒ab,水平跨接在两金属导轨上,与导轨接触良好且可无摩擦地滑动.空间存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.导体棒在竖直向上的拉力作用下,以速度v匀速向上运动,已知重力加速度为g,不计空气的阻力.求:
(1)拉力F的大小;
(2)在ab向上运动距离为h的过程中整个回路中产生的焦耳热Q;
(3)电容器左右两板那一板带正电,所带的电荷量q为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平放置、足够长的光滑导轨上放置一根导体棒ab,ab棒有电阻,导轨的电阻不计,导轨的一端接一滑动变阻器R,电路中还连接理想电表,整个装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.现使ab以速度υ向右做匀速直线运动,改变滑动变阻器的阻值,则电压表示数和电流表示数的关系图线为下面的哪个图线?(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图为一电梯简化模型,导体棒ab架在水平导轨上,导轨间加有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=10T.导体棒ab通过轻质细绳与电梯箱体相连,所有摩擦都不计,已知ab棒的长度为l=10m,质量不计,通过的电流大小为I,电梯箱体质量为m=100km,求:
(1)为了能提起电梯箱体,导体棒ab中的电流方向应朝哪?大小至少为多少?
(2)现使导体棒以恒定的功率P(即安培力的功率)从静止运行,试通过列式分析ab棒中电流的大小如何变化?
(3)若在题(2)中P=5000W,电梯箱体上升h=1m高度时,运行达到稳定状态,则此过程电梯运行的时间为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在水平面内固定一光滑“U”型导轨,导轨间距L=1m,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T.一导体棒以v0=2m/s的速度向右切割匀强磁场,导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω,定值电阻R=0.2Ω,其余电阻忽略不计.求:
(1)回路中产生的感应电动势;
(2)R上消耗的电功率;
(3)若在导体棒上施加一外力F,使导体棒保持匀速直线运动,求力F的大小和方向.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,两根光滑的金属导轨MN、M′N′平行固定于同一水平面内,导轨间距为l=0.50m,电阻不计.M、M′间接有阻值R=1.6Ω的电阻.金属棒ab垂直于导轨放置.导轨处于磁感应强度B=0.20T、方向竖直向下的匀强磁场中.金属棒ab在外力作用下向右匀速运动,速度v=10m/s,运动过程中金属棒ab与导轨保持良好接触.已知金属棒ab接入电路部分的阻值r=0.40Ω.求:
(1)金属棒ab中电流I的大小和方向;
(2)1min内电阻R上产生的热量Q.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

矩形闭合线框原来处在匀强磁场中,磁场方向与导线框平面垂直,如图所示,现将导线框向右匀速拉出磁场区域,在此过程中,正确的说法是(  )
A.线框电阻越大,外力做功越多
B.线框速度越大,外力做功越多
C.线框速度越大,外力做功功率越大
D.线框速度越大,通过线框某一截面的电量越多

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图一所示,虚线a′b′c′d′内为一匀强磁场区域,磁场方向竖直向下.矩形闭合金属线框abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动.图二所给出的是金属线框的四个可能到达的位置,则金属线框的速度不可能为零的位置是(  )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

两光滑水平轨道放置匀强磁场中,磁场与导轨所在平面垂直,金属棒ab可沿导轨自由移动,导轨左端M、P接一定值电阻,金属棒和导轨电阻均不计,现将金属棒沿导轨由静止向右拉,若保持拉力F恒定,经时间t1后速度为v,金属棒受到的磁场力为F1,加速度为a1,最终以速度2v做匀速运动;若保持拉力的功率不变,经过时间t2后,速度为v,金属棒受到的磁场力为F2,最终也以2v的速度做匀速运动.则(  )
A.t1>t2B.t1=t2C.F1=F2D.F=2F2

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