15．如圖所示，有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，金屬桿和軌道電阻不計(jì)，空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場B，一根質(zhì)量為m的金屬桿MN從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，流經(jīng)θ金屬棒的電流達(dá)到最大，金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度，則（　�。�
A．勻速運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿的重力功率等于可變電阻R的發(fā)熱功率
B．加速過程中，金屬桿克服安培力做的功大于可變電阻R產(chǎn)生的焦耳熱
C．若B增大，金屬桿的最大速度將減小
D．若R增大，流經(jīng)金屬桿的最大電流經(jīng)減小

分析 從能量守恒的角度分析能量轉(zhuǎn)化情況；
由安培力公式求出安培力，應(yīng)用平衡條件求出金屬桿的最大速度，然后分析判斷速度如何變化；
由E=BLv、歐姆定律求出電流的表達(dá)式，然后分析判斷電流如何變化．

解答 解：A、勻速運(yùn)動(dòng)過程金屬桿的速度保持不變，動(dòng)能保持不變，金屬桿減少的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為電阻R的焦耳熱，金屬桿的重力功率等于可變電阻R的發(fā)熱功率，故A正確；
B、金屬棒克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，金屬棒加速運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿克服安培力做的功等于可變電阻R的產(chǎn)生的焦耳熱，故B錯(cuò)誤；
C、金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，感應(yīng)電流最大，由平衡條件得：mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，解得：v=$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$，若B增大，金屬桿的最大速度將減小，故C正確；
D、金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流最大，流經(jīng)金屬桿的最大電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$=$\frac{mgsinθ}{BL}$，若R增大，流經(jīng)金屬棒的最大電流不變，故D錯(cuò)誤；
故選：AC．

點(diǎn)評 本題考查了電磁感應(yīng)問題，解題時(shí)要正確分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況，從能量角度分析問題，應(yīng)用平衡條件、E=BLv、歐姆定律即可正確解題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．超級電容器又叫雙電層電容器（Electrical Double-Layer Capacitor）是一種新型儲(chǔ)能裝置．它具有功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬等特點(diǎn)．如圖為一款超級電容器，其標(biāo)有“2.7V，3000F”，則可知該電容器（　　）
A．在2.7V電壓下才能正常工作
B．最大儲(chǔ)存電荷量為8100C
C．最大儲(chǔ)存電荷量是手機(jī)鋰電池“4.2V，1000mAh”容量的3倍
D．充電時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架ABCDE，處于垂直桌面的勻強(qiáng)磁場中，圖中磁場未畫出，金屬棒MN擱在框架上，與框架良好接觸．已知AB=AD，AB與AD垂直，BC與DE平行，相距2L．開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，MN位于AB與AD的中點(diǎn)．若從t=0時(shí)刻起，使MN以速度v向右勻速平移，要使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感
應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化（求出B與t的關(guān)系式）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示，導(dǎo)軌是水平的，間距L1=1m，ab桿與導(dǎo)軌左端的距離L2=2m．由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R=0.2Ω，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T，重物的質(zhì)量M=0.4kg，用細(xì)繩通過定滑輪與ab桿的中點(diǎn)相連，各處的摩擦均可忽略不計(jì)．現(xiàn)使磁場以$\frac{△B}{△t}$=0.2T/s的變化率均勻地增大，試求當(dāng)t為多少秒時(shí)，M剛好離開地面？（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端連接R=0.5Ω的電阻，右端連接一對金屬卡環(huán)．導(dǎo)軌間MN右側(cè)（含MN）存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場．磁感強(qiáng)度的B-t圖如圖乙所示．質(zhì)量為m=1kg的金屬棒與質(zhì)量也為m的物塊通過光滑滑輪由繩相連，繩始終處于繃緊狀態(tài)．PQ、MN到右端卡環(huán)距離分別為17.5m和15m．t=0時(shí)刻由PQ位置靜止釋放金屬棒，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，滑至導(dǎo)軌右端被卡環(huán)卡住不動(dòng)．金屬導(dǎo)軌、卡環(huán)、金屬棒的電阻均不計(jì)，g取10m/s2．求：
（1）金屬棒進(jìn)入磁場時(shí)的速度；
（2）金屬棒進(jìn)入磁場時(shí)受到的安培力；
（3）在0～6s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖所示，足夠長的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，兩導(dǎo)軌間距離為L=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ=30°，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌的M、P兩端連接阻值為R=3.0Ω的電阻，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑定滑輪與重物相連，金屬棒ab的質(zhì)量m=0.20kg，電阻r=0.50Ω，重物的質(zhì)量M=0.50kg，如果將金屬棒和重物由靜止釋放，金屬棒沿斜面上滑的距離與時(shí)間的關(guān)系如表所示，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，g取10m/s2．求：
時(shí)間t/s00.10.20.30.40.50.6
上滑距離/m00.050.150.350.701.051.40
（1）ab棒的最終速度vm是多少？磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是多少？
（2）0-0.3s時(shí)間內(nèi)通過R的電荷量q是多少？
（3）0-0.6s時(shí)間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱QR是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，用力將線圈abcd勻速拉出勻強(qiáng)磁場，下列說法正確的是（　　）
A．拉力所做的功一定等于線圈所產(chǎn)生的熱量
B．安培力做的功等于線圈產(chǎn)生的熱量
C．若勻速拉出，則線圈消耗的功率與運(yùn)動(dòng)速度成正比
D．在拉出的全過程中，導(dǎo)線橫截面積所通過的電量與運(yùn)動(dòng)過程無關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

4．如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌OP、OQ固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為θ=74°．導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=0.2T．t=0時(shí)刻，一長為L=1m的金屬桿MN在外力作用下以恒定速度v=0.2m/s從O點(diǎn)開始向右滑動(dòng)．在滑動(dòng)過程中金屬桿MN與導(dǎo)軌接觸良好，且始終垂直于兩導(dǎo)軌夾角的平分線，金屬桿的中點(diǎn)始終在兩導(dǎo)軌夾角的平分線上．導(dǎo)軌與金屬桿單位長度（1m）的電阻均為r0=0.1Ω．sin 37°=0.6．
（1）求=2s時(shí)刻，閉合回路中的感應(yīng)電流I
（2）若在=2s時(shí)刻撤去外力，為保持金屬桿繼續(xù)以v=0.2m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，在金屬桿脫離導(dǎo)軌前可采取將B從B0逐漸減小的方法，從撤去外力開始計(jì)時(shí)的時(shí)間為t2，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)隨時(shí)間t2怎樣變化（寫出B與t2的關(guān)系式）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．在“描繪小燈泡的福安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中得到小燈泡的I-U特性曲線是一條曲線（填“直”或“曲”），小燈泡的電阻隨溫度升高而增大（填“增大”或“不變”）．

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同步練習(xí)冊答案