在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,區(qū)域I的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,區(qū)域II的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,磁場(chǎng)和寬度HP及PN均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框,由靜止開(kāi)始沿斜面下滑,t1時(shí)刻ab邊剛越GH進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域,此時(shí)導(dǎo)線框恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng);t2時(shí)刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置,此時(shí)導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g,下列說(shuō)法中正確的是

A.當(dāng)ab邊剛好越過(guò)JP時(shí),導(dǎo)線框具有加速度大小為a=gsinθ
B.導(dǎo)線框兩次勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v1:v2=4:1
C.從t1到t2的過(guò)程中,導(dǎo)線框克服安培力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少
D.從t1到t2的過(guò)程中,有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

BD

解析試題分析:線框剛開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框處于平衡狀態(tài),此時(shí)有:mgsinθ=BIL=①,當(dāng)ab邊剛越過(guò)JP時(shí),此時(shí)線框速度仍為v0,此時(shí)有:2BI2L-mgsinθ=ma2 ②,I2=③,由②③得:-mgsinθ=ma2 ④,聯(lián)立①④可得:a=3gsinθ,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。
t1時(shí)刻,安培力F1=,t2時(shí)刻,安培力F2=2BLI3=2BL=,由共點(diǎn)力平衡知識(shí)可知F1= F2= mgsinθ,解得,v1:v2=4:1,故選項(xiàng)B正確。
從t1到t2過(guò)程中,線框的重力勢(shì)能和動(dòng)能均減小,根據(jù)功能關(guān)系得知,線框克服安培力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能的減小量之和,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
根據(jù)能量守恒定律得知從t1到t2,線框中產(chǎn)生的電能大小等于線框克服安培力做的功,即E=,故選項(xiàng)D正確.
考點(diǎn):導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用,電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形的閉合導(dǎo)體線圈,線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向,當(dāng)線圈在此磁場(chǎng)中做下列哪些運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

A.線圈沿自身所在的平面做勻速運(yùn)動(dòng)
B.線圈沿自身所在的平面做加速運(yùn)動(dòng)
C.線圈繞任意一條直徑做轉(zhuǎn)動(dòng)
D.線圈沿著磁場(chǎng)方向向上移動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ,導(dǎo)軌電阻不計(jì),與阻值為R的定值電阻相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.有一質(zhì)量為m長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的,大小為υ的初速度向上運(yùn)動(dòng),最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置,滑行的距離為s,導(dǎo)體棒的電阻也為R,與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.下列對(duì)導(dǎo)體棒上滑過(guò)程的分析,正確的是

A.上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為
B.上滑過(guò)程中電流做功發(fā)出的熱量為
C.上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為
D.通過(guò)導(dǎo)體棒的電量為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,以平面框架寬m,與水平面成角,上下兩端各有一個(gè)電阻,框架其他部分的電阻不計(jì).垂直于框架平面的方向上存在向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度T.金屬桿長(zhǎng)為m,質(zhì)量為kg,電阻,與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)為,以初速度m/s向上滑行,直至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,上端電阻產(chǎn)生的熱量J.下列說(shuō)法正確的是  

A.上升過(guò)程中,金屬桿兩端點(diǎn)ab間最大電勢(shì)差為3V 
B.a(chǎn)b桿沿斜面上升的最大距離為2m 
C.上升過(guò)程中,通過(guò)ab桿的總電荷量為0.2C 
D.上升過(guò)程中,電路中產(chǎn)生的總熱量30J 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖L是繞在鐵芯上的線圈,它與電阻R、開(kāi)關(guān)S和電池E構(gòu)成閉合回路.線圈的直流電阻RLR,開(kāi)關(guān)S開(kāi)始處于閉合狀態(tài),電阻兩端電壓Uab=U0,在t=tl時(shí)刻,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,則能較準(zhǔn)確表示電阻R兩端的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是(   )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如下圖連接。在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。以下操作也可以使電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)的是

A. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間
B. 閉合開(kāi)關(guān)的瞬間
C. 在開(kāi)關(guān)閉合的情況下,向上移動(dòng)線圈A的過(guò)程中
D. 在開(kāi)關(guān)閉合的情況下,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向右滑動(dòng)的過(guò)程中

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖甲,單匝圓形金屬線圈電阻恒定不變,在線圈的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在時(shí)間t內(nèi)要使線圈中產(chǎn)生大小、方向恒定不變的電流,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)按下列哪種情況變化?( )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如右圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,有邊長(zhǎng)為a的正方形金屬線框abcd,其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處.在y軸的右側(cè)的Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合,左邊界與y軸重合,右邊界與y軸平行.t=0時(shí)刻,線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎,則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的(  )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.1 m、匝數(shù)n=20的線圈,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T,線圈的電阻為2 Ω,它的引出線接有8 Ω的小電珠L(zhǎng)(可以認(rèn)為電阻為定值)。外力推動(dòng)線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng),便有電流通過(guò)電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)(x取向右為正),求:

(1)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小,并在圖丁中畫(huà)出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像(在圖甲中取電流由C向上流過(guò)電珠L(zhǎng)到D為正);
(2)每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中作用力F的大小;
(3)該發(fā)電機(jī)的輸出功率P(摩擦等損耗不計(jì));

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