如圖6所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導軌,AB間距離為L,左右兩端均接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中,質(zhì)量為m、長為L的導體棒MN放在導軌上,甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端均與MN棒中點固定連接,另一端均被固定,MN棒始終與導軌垂直并保持良好接觸,導軌與MN棒的電阻均忽略不計.初始時刻,兩彈簧恰好處于自然長度,MN棒具有水平向左的初速度v0,經(jīng)過一段時間,MN棒第一次運動至最右端,這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,則(   )
A.初始時刻棒受到安培力大小為
B.從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生焦耳熱為
C.當棒再次回到初始位置時,AB間電阻R的功率為
D.當棒第一次到達最右端時,甲彈簧具有的彈性勢能為mv20-Q
AD

試題分析:據(jù)題意,初始時刻,導體棒受到的安培力為:F=BLI=2B2L2v0/R,所以A選項正確;已知MN第一次運動到最右端電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q,則據(jù)動能定理有:-w-2w=0-mv02/2,而w=2Q,所以有
w=mv20/4-Q,則D選項正確;從初始時刻至棒第一次到達最左端:-w-2w=0-mv02/2,則Q= w=2Q,所以B選項錯誤;當棒再次回到初始位置,AB間電阻R的功率為P="BILv=" B2L2v/R< B2L2v0/R,所以C選項錯誤。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A為多匝線圈,與電鍵、滑動變阻器相連后接入M、N間的交流電源,B為一接有小燈珠的閉合多匝線圈,下列關于小燈珠發(fā)光說法正確的是(    )
A.閉合電鍵后小燈珠可能發(fā)光
B.若閉合電鍵后小燈珠發(fā)光,則再將B線圈靠近A,則小燈珠更亮
C.閉合電鍵瞬間,小燈珠才能發(fā)光
D.若閉合電鍵后小燈珠不發(fā)光,將滑動變阻器滑臂左移后,小燈珠可能會發(fā)光

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖,兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置,導軌間距離為L,電阻不計。在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應強度方向與導軌所在平面垂直,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平,且與導軌接觸良好。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求:

(1)磁感應強度的大小;
(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一寬40 cm的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為20 cm的正方形導線框位于紙面內(nèi),以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20 cm/s通過磁場區(qū)域,在運動過程中,線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行,取它剛進入磁場的時刻為t=0,下面所示圖線中,正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是(    )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩根相距為l的平行直導軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和cd上的一導體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi)).現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v做勻速運動.令E表示MN產(chǎn)生的電動勢,U表示MN兩端的電壓的大小,則(  )
A.U=Blv
B.E=Blv
C.流過固定電阻R的感應電流由b到d
D.流過固定電阻R的感應電流由d到b

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,足夠長的U型光滑導體框架的兩個平行導軌間距為L,導軌間連有定值電阻R,框架平面與水平面之間的夾角為θ,不計導體框架的電阻.整個裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直于框架平面向上,磁感應強度大小為B 。導體棒ab的質(zhì)量為m,電阻不計,垂直放在導軌上并由靜止釋放,重力加速度為g.求:

(1)導體棒ab下滑的最大速度;
(2)導體棒ab以最大速度下滑時定值電阻消耗的電功率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖1所示,虛線MN、M′N′為一勻強磁場區(qū)域的左右邊界,磁場寬度為L,方向豎直向下。邊長為l的正方形閉合金屬線框abcd,以初速度v0沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動,經(jīng)過一段時間線框通過了磁場區(qū)域。已知l<L,甲、乙兩位同學對該過程進行了分析,當線框的ab邊與MN重合時記為t=0,分別定性畫出了線框所受安培力F隨時間t變化的圖線,如圖2、圖3所示,圖中S1、S2、S3和S4是圖線與t軸圍成的面積。關于兩圖線的判斷以及S1、S2、S3和S4應具有的大小關系,下列說法正確的是
A.圖2正確,且S1>S2B.圖2正確,且S1=S2
C.圖3正確,且S3>S4D.圖3正確,且S3=S4

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量為M的導體棒ab,垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上。導軌平面與水平面的夾角為θ,并處于磁感應強度大小為B、方向垂直與導軌平面向上的勻強磁場中,左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板,R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值,不計其他電阻。

(1)調(diào)節(jié)Rx=R,釋放導體棒,當棒沿導軌勻速下滑時,求通過棒的電流I及棒的速率v。
(2)改變Rx,待棒沿導軌再次勻速下滑后,將由放射源產(chǎn)生的α射線水平射入金屬板間,若它能勻速通過,求此時的Rx。(已知質(zhì)子質(zhì)量為mP,設質(zhì)子質(zhì)量與中子質(zhì)量相等,質(zhì)子帶電量為e)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,長度相等、電阻均為r的三根金屬棒AB、CD、EF,用導線相連,不考慮導線電阻。此裝置勻速進入勻強磁場的過程(勻強磁場寬度大于AE間距離),則EF兩端電壓u隨時間變化的圖像正確的是圖乙中的(  )

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