如圖所示,均勻直導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m,電阻為R,跨接在U型金屬框架上與電阻R組成閉合回路,框架兩豎直平行導(dǎo)軌相距為L(zhǎng),位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,框架的電阻忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng).用豎直向上的恒力F拉ab使之由靜止沿框架豎直向上運(yùn)動(dòng),忽略一切摩擦.則對(duì)于從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度的過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.導(dǎo)體棒的最大速度為
(F-mg)R
B2L2
B.由上述條件可以求出此過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱
C.此過(guò)程中,導(dǎo)體棒所受所有外力所做的功之和為
2m?(F-mg)2R2
B4L4
D.此過(guò)程中,F(xiàn)做功與重力做功之和在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱

A:設(shè)桿的速度最大值為v,此時(shí)桿所受的安培力為FA=
B2L2v
R
,而且桿受力平衡,則有F=FA+mg,解得,v=
(F-mg)R
B2L2
.故A正確;
B:在該過(guò)程中,恒力F做的功、重力做的功、安培力做的功(等于產(chǎn)生的焦耳熱)之和等于桿動(dòng)能的變化量;由于導(dǎo)體棒上升的高度未知所以不能求出焦耳熱.故B CW;
C:根據(jù)動(dòng)能定理得:恒力F做的功、重力做的功、安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量,而重力做負(fù)功,安培力也做負(fù)功,則知導(dǎo)體棒所受所有外力所做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量,即:W=△EK=
1
2
mv2=
m?(F-mg)2R2
2B4L4
.故C錯(cuò)誤;
D:在該過(guò)程中,恒力F做的功、重力做的功、安培力做的功(等于產(chǎn)生的焦耳熱)之和等于桿動(dòng)能的變化量,故D錯(cuò)誤.
故選:A
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

兩根光滑的金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為θ斜角上,導(dǎo)軌的左端接有電阻R,導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì).斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上.質(zhì)量為m,電阻可不計(jì)的金屬棒ab,在沿著斜面與棒垂直的恒力作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑,并上升h高度,如圖所示.在這過(guò)程中( 。
A.金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
B.恒力F與重力的合力所作的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱
C.金屬棒克服安培力做的功等于拉力做的功
D.作用于金屬捧上的各個(gè)力的合力所作的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一寬L=10cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,一長(zhǎng)為3L、寬為L(zhǎng)的長(zhǎng)方形導(dǎo)線框處于紙面內(nèi),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=10cm/s通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行,取導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t=0,逆時(shí)針為電流的正方向,下面的圖線中,能反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置有固定的abc金屬框架,導(dǎo)體棒ef在框架上勻速向右平移,框架和棒所用材料、橫截面積均相同,摩擦阻力忽略不計(jì).那么在ef,棒脫離框架前,保持一定數(shù)值的物理量是( 。
A.ef棒所受的拉力B.電路中的磁通量
C.電路中的感應(yīng)電流D.電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖甲所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌處在與水平方向成θ角的斜面上,θ=370,導(dǎo)軌電阻不計(jì),間距L=0.3m.在斜面上加有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).導(dǎo)軌底端接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻.質(zhì)量m=1kg、電阻r=2Ω的金屬棒ab橫跨在平行導(dǎo)軌間,棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,金屬棒從距底端高為h1=2.0m處以平行于導(dǎo)軌向上的初速度v0=10m/s上滑,滑至最高點(diǎn)時(shí)高度為h2=3.2m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2
(1)求ab棒上升至最高點(diǎn)的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電量q和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q.
(2)若ab棒固定在導(dǎo)軌上的初始位置,磁場(chǎng)按圖乙所示規(guī)律變化(2.5×10-2~7.5×10-2s內(nèi)是正弦規(guī)律變化),電阻R在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q=5J,取π2=10,求B0

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,ab和cd是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,其間距為l,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.a(chǎn)c端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量為m,垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距bd端S處由靜止釋放,在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F,方向沿斜面向上的恒力把EF棒從bd位置由靜止推至距bd端S處,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到bd端.已知金屬棒EF的電阻為r,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),求:
(1)EF棒下滑過(guò)程中的最大速度?
(2)EF棒自bd端出發(fā)又回到bd端的整個(gè)過(guò)程中,電阻R中產(chǎn)生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,導(dǎo)體棒AB在金屬框上向右運(yùn)動(dòng);以下說(shuō)法正確的是(  )
A.AB中有電流,方向由A向B
B.AB中有電流,方向由B向A
C.AB中有電流,方向時(shí)而由A向B,時(shí)而由B向A
D.AB中無(wú)電流

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

物理興趣小組的同學(xué)將10m的導(dǎo)線與靈敏電流表相連,組成閉合電路.甲、乙兩個(gè)同學(xué),東西方向站立,迅速搖動(dòng)這條導(dǎo)線,如圖所示.在其他條件不變的情況下,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.沒(méi)有電流通過(guò)電流表
B.通過(guò)電流表的電流是直流電
C.通過(guò)電流表的電流是交流電
D.搖動(dòng)的角速度越大,電路中的電流最大值越大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,直角三角形ABC是由同種金屬材料制成的線框,線框位于跟有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi).現(xiàn)用外力將線框ABC勻速向右拉進(jìn)磁場(chǎng),至AB邊進(jìn)入磁場(chǎng)前,設(shè)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E、AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U、線框受安培力的合力為F、回路中消耗的電功率為P,則與這一過(guò)程相符合的各物理量與圖示位移的關(guān)系圖象是( 。
A.B.C.D.

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