【題目】如圖,MNPQ是電阻不計的平行金屬導軌,其間距為L,導軌彎曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑連接。右端接一個阻值為R的定值電阻。平直部分導軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放,到達磁場右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導軌間的動摩擦因數(shù)為μ,金屬棒與導軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中( )

A. 流過金屬棒的最大電流為

B. 通過金屬棒的電荷量為

C. 克服安培力所做的功為mgh

D. 金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為

【答案】D

【解析】

金屬棒在彎曲軌道下滑時,只有重力做功,機械能守恒,由機械能守恒定律或動能定理可以求出金屬棒到達水平面時的速度,由E=BLv求出感應電動勢,然后求出感應電流;

可以求出感應電荷量;

克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,由動能定理(或能量守恒定律)可以求出克服安培力做功,導體棒產(chǎn)生的焦耳熱。

A項:金屬棒下滑過程中,機械能守恒,由機械能守恒定律得:,金屬棒到達水平面時的速度金屬棒到達水平面后做減速運動,剛到達水平面時的速度最大,最大感應電動勢E=BLv,最大感應電流 ,故A錯誤;

B項:感應電荷量,故B錯誤;

C項:金屬棒在整個運動過程中,由動能定理得:mgh-WB-μmgd=0-0,克服安培力做功:WB=mgh-μmgd,故C錯誤;

D項:克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,電阻與導體棒電阻相等,通過它們的電流相等,則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱:,故D正確。

故選:D。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量m2=2kg的物體靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m1=1kg的物體以v1=6m/s的初速度與m2發(fā)生碰撞,以v1的方向為正方向,則碰撞后m1、m2兩物體的速度分別可能是

A. 1m/s, 3m/s

B. -6m/s, 6m/s

C. 3m/s, 1.5m/s

D. 2m/s, 2m/s

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【題目】真空中有一正四面體ABCD,如圖M、N分別是ABCD的中點.現(xiàn)在A、B兩點分別固定電荷量為+Q、﹣Q的點電荷,下列說法中正確的是(

A. C、D 兩點的電場強度相等

B. 將試探電荷﹣qM點移到N點,電場力不做功,試探電荷﹣q的電勢能不變

C. 將試探電荷+qC點移到D點,電場力做正功,試探電荷+q的電勢能降低

D. N點的電場強度方向平行AB且跟CD垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi),有垂直紙面向里的勻強磁場,其左側(cè)有一個用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abcd,線框以水平速度v勻速通過整個勻強磁場區(qū)域,設電流逆時針方向為正.則在線框通過磁場的過程中,線框中感應電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是( 。

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,自由下落的小球從它接觸彈簧開始,到彈簧壓縮到最短的過程中,如果不計空氣阻力,并且彈簧的形變始終沒有超過彈性限制,則( )

A. 小球的加速度先減小后增大B. 小球的速度一直減小

C. 小球的機械能一直減小D. 小球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,上端帶卡環(huán)的絕熱圓柱形汽缸豎直放置在水平地面上,汽缸內(nèi)部被質(zhì)量均為m的活塞A和活塞B分成高度相等的三個部分,下邊兩部分封閉有理想氣體PQ,活塞A導熱性能良好,活塞B絕熱。兩活塞均與汽缸接觸良好,活塞厚度不計,忽略一切摩擦。汽缸下面有加熱裝置,初始狀態(tài)溫度均為T0,氣缸的截面積為S,外界大氣壓強大小為且保持不變,現(xiàn)對氣體Q緩慢加熱。求:

①當活塞A恰好到達汽缸上端卡口時,氣體Q的溫度T1;

②活塞A恰接觸汽缸上端卡口后,繼續(xù)給氣體Q加熱,當氣體P體積減為原來一半時,氣體Q的溫度T2。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某探究學習小組的同學欲驗證動能定理,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置。

1)實驗中所用電磁打點計時器是一種使用____(填交流直流)電源的計時儀器,它的工作電壓是4-6V,當電源的頻率為50Hz時,它每隔_____s打一次點。

2)某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M;往沙桶內(nèi)裝入適量的細沙,用天平秤出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m;實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是______________,實驗時首先要做的步驟是_______。

3)讓沙桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小)。則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為_____________。(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑水平面上有一長為L=05m的單匝正方形閉合導體線框abcd,處于磁感應強度為B=04T的有界勻強磁場中,其ab邊與磁場的邊界重合。線框由同種粗細均勻、電阻為R=2 Ω導線制成,F(xiàn)用垂直于線框ab邊的水平拉力,將線框以速度v=5m/s向右沿水平方向勻速拉出磁場,此過程中保持線框平面與磁感線垂直,且ab邊與磁場邊界平行。求線框被拉出磁場的過程中:

1通過線框的電流大小及方向;

2線框中a、b兩點間的電壓大;

3水平拉力的功率

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【題目】有一種雜技表演叫“飛車走壁”。由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側(cè)壁,做勻速圓周運動。右圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h。不考慮摩托車的側(cè)向滑動,當高度h增大時,摩托車對側(cè)壁的壓力將_____;摩托車做圓周運動的向心力將______;線速度將______。(以上三空選填“增大”、“減小”或“不變”)

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