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如图所示,相距均为d的三条水平虚线L1、L2和L3,L1与L2、L2与L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.一个边长也是d的正方形导线框,从L1上方一定高度处由静止开始自由下落,当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,在线框从进入磁场到速度变为v2的过程中,设线框的动能变化量为ΔEk,重力对线框做功为W1,安培力对线框做功为W2,下列说法中正确的有

A.在导线框下落过程中,由于重力做正功,所以v2>v1
B.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为ΔEk=W1+W2
C.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为ΔEk=W1-W2
D.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,机械能减少了W1-ΔEk
BD

当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动,说明线框所受的重力和安培力相平衡;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻又开始以v2做匀速直线运动,此时电路中有双电动势产生,在刚越过L2边界后,线框所受安培力变大且方向向上,线框做减速运动,速度减小,有v2<v1,故A错;由动能定理可知,线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,有线框重力和安培力做功,故线框动能的变化量为ΔEk=W1+W2,故B对,C错;而安培力做功使电路产生热量,线框的机械能减少,减少量为W1-ΔEk,故D正确.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是(  )
A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C.动生电动势的产生与电场力有关
D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

4.如图所示,动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流),产生的电信号一般都不是直接送给扩音机,而是经过一只变压器之后再送给扩音机放大,变压器的作用是能够减少信号沿导线传输过程中的电能损失,关于话筒内的这只变压器,下列说法中正确的是
A.一定是升压变压器,因为P=UI,升压后,电流减小,导线上损失的电能减少
B.一定不是升压变压器,因为P=U2/R,升压后,导线上损失的电能会增加
C.一定是降压变压器,因为I2=n1I1/n2,降压后,电流增大,使到达扩音机的信号加强
D.一定不是降压变压器,因为P=I2R,降压后,电流增大,导线上损失的电能会增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一端上升,(  )
A.若是匀强磁场,则穿过环的磁通量不变,且在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,则穿过环的磁通量不变,且在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,则穿过环的磁通量改变,且在左侧滚上的高度大于h
D.若是非匀强磁场,则穿过环的磁通量改变,且在左侧滚上的高度小于h

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快,效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A,不计空气阻力。求:

(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?
(3)弹体从静止加速到4km/s过程中,该系统消耗的总能量;
(4)请说明电源的电压如何自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在xOy平面内有一条抛物线金属导轨,导轨的抛物线方程为y2=4x,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向里,一根足够长的金属棒ab垂直于x轴从坐标原点开始,以恒定速度v沿x轴正方向运动,运动中始终与金属导轨保持良好接触形成闭合回路,如图甲所示。则图乙所示图象中能表示回路中感应电动势大小随时间变化的图象是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,水平放置的框架宽度L=0.4m,框架电阻不计。金属棒电阻R=0.8Ω,定值电阻R1=2Ω, R2=3Ω,当金属棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左匀速运动时,

(1)金属棒ab两端的电压
(2)电阻R1的热功率

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中.现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图象与这一过程相符合的是(  ).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求

(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。

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