如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應(yīng)強度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ．一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺底部．環(huán)中通以恒定的電流I后圓環(huán)由靜止向上運動，經(jīng)過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)上升的最大高度為H．已知重力加速度為g，磁場的范圍足夠大．在圓環(huán)向上運動的過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．在時間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功為mgH
B．圓環(huán)先做加速運動后做減速運動
C．圓環(huán)運動的最大速度為
2πRIrtcosθ
m
-gt
D．圓環(huán)先有擴張后有收縮的趨勢

環(huán)中通以恒定電流I后，圓環(huán)所受安培力為BI2πr，則在豎直方向的分力為2πrBIcosθ，
A、C由牛頓第二定律，可得：BI2πrcosθ-mg=ma，則圓環(huán)向上的加速度為a=
2πBIrcosθ
m
-g，
則豎直方向上，在電流未撤去時，圓環(huán)將做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t，速度會達到最大值，由v=at得
v=
2πBIrtcosθ
m
-gt，故C項錯誤；
在時間t內(nèi)，上升的高度h=
1
2
at2，則安培力對圓環(huán)做功為W=Fh，故A錯誤；
B、圓環(huán)先向上加速運動，當電流撤去后，由于慣性，圓環(huán)繼續(xù)向上運動，在磁場中切割磁感線而做變減速運動，故B項正確；
D、圓環(huán)通電流時，電流方向為順時針，安培力分量指向圓心，有收縮的趨勢，撤去電流后，切割產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針，則安培力分量背離圓心，則有擴張的趨勢，故D項錯誤．
故選：B．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列說法中正確的是（　�。�
A．感應(yīng)電動勢的大小跟穿過閉合電路的磁通量的大小有關(guān)
B．感應(yīng)電動勢的大小跟穿過閉合電路的磁通量的變化大小有關(guān)
C．感應(yīng)電動勢的大小跟單位時間內(nèi)穿過閉合電路的磁通量的變化量有關(guān)
D．以上說法都不準確

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)動軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪．電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，使線圈中產(chǎn)生正弦交變電流，給車頭燈供電．已知自行車車輪半徑r=35cm，摩擦小輪半徑r0=1.00cm，線圈有n=800匝，線圈橫截面積S=20cm2，總電阻R1=40Ω．磁極在線圈處產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B=0.01T，車頭燈電阻R2=10Ω．當車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω=8rad/s時，求：
（1）發(fā)電機磁極轉(zhuǎn)動的角速度；
（2）車頭燈中電流的有效值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖，電容器PQ的電容為10μF，垂直于回路的磁場的磁感應(yīng)強度5×10-3T/s的變化率均勻增加，回路面積為10-2m2．則PQ兩極電勢差的絕對值為______V．P極所帶電荷的種類為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，如線圈所圍面積里的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則下列說法錯誤的是（　�。�
A．0時刻感應(yīng)電動勢最大
B．0.05s時感應(yīng)電動勢為零
C．0.05s時感應(yīng)電動勢最大
D．0～0.05s這段時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4V

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩條平行的光滑水平導軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為0.2kg、電阻為2Ω的導體桿ab，導軌間勻強磁場的方向垂直紙面向里．已知R1=3Ω，R2=6Ω，電壓表的量程為0～10V，電流表的量程為0～3A（導軌的電阻不計）．求：
（1）將R調(diào)到30Ω時，用垂直于桿ab的力F=40N，使桿ab沿著導軌向右移動且達到最大速度時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則桿ab的速度多大？
（2）將R調(diào)到3Ω時，欲使桿ab運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？
（3）在第（1）小題的條件下，當桿ab運動達到最大速度時突然撤去拉力，則電阻R1上還能產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形導線框ABCD、abcd的邊長均為l、電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m，它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬度為2l、磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直豎直面向里的勻強磁場．開始時ABCD的下邊與勻強磁場的上邊界重合，abcd的上邊到勻強磁場的下邊界的距離為l．現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當ABCD剛?cè)窟M入磁場時，系統(tǒng)開始做勻速運動．不計摩擦和空氣阻力，求：
（1）系統(tǒng)勻速運動的速度大�。�
（2）兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱．
（3）線框abcd通過磁場的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，金屬導軌是由傾斜和水平兩部分圓滑相接而成，傾斜部分與水平夾角θ=37°，導軌電阻不計．a(chǎn)bcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面的勻強磁場，bc=ad=s=0.20m．導軌上端擱有垂直于導軌的兩根相同金屬桿P1、P2，且P1位于ab與P2的中間位置，兩桿電阻均為R，它們與導軌的動摩擦因數(shù)μ=0.30，P1桿離水平軌道的高度h=0.60m，現(xiàn)使桿P2不動，讓P1桿靜止起滑下，桿進入磁場時恰能做勻速運動，最后P1桿停在AA′位置．
求：（1）P1桿在水平軌道上滑動的距離x；
（2）P1桿停止后，再釋放P2桿，為使P2桿進入磁場時也做勻速運動，事先要把磁場的磁感應(yīng)強度大小調(diào)為原來的多少倍？
（3）若將磁感應(yīng)強度B調(diào)為原來3倍，再釋放P2，問P2桿是否有可能與P1桿不碰撞？為什么？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為m，阻值為R的導體棒ab垂直放在光滑足夠長的U形導軌的底端，U形導軌的頂端連接一個阻值為R的電阻，導軌平面與水平面成θ角，整個裝置處在與導軌平面垂直的勻強磁場中．現(xiàn)給導體棒沿導軌向上的初速度v0，在導體棒上升到最高點的過程中電阻上產(chǎn)生了Q的熱量，返回過程中，導體棒在到達底端前已經(jīng)做勻速運動，速度大小為
v0
4
．導軌電阻不計，重力加速度為g．求：
（1）導體棒從開始運動到返回底端的過程中，回路中產(chǎn)生的電熱；
（2）導體棒上升的最大高度．
（3）導體棒在底端開始運動時的加速度大小．

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