20．如圖所示，一質量為m、長為L的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑平行金屬軌道的底端向上滑行，軌道平面與水平面成θ角，軌道平面處于磁感應強度為B、方向垂直軌道平面向上的磁場中，兩導軌上端用一阻值為R的電阻相連，軌道與金屬桿ab的電阻均不計，金屬桿向上滑行到某一高度后又返回到底端，則金屬桿（　�。�
A．在上滑過程中的平均速度小于$\frac{{v}_{0}}{2}$
B．在上滑過程中克服安培力做的功大于下滑過程中克服安培力做的功
C．在上滑過程中電阻R上產生的焦耳熱等于減少的動能
D．在上滑過程中通過電阻R的電荷量大于下滑過程中流過電阻R的電荷量

分析 在上滑過程中，金屬桿ab做加速度減小的變減速直線運動，將其運動與勻減速運動比較，分析平均速度與勻減速運動平均速度的關系．金屬桿上滑過程和下滑過程回路中均受到與速度方向相反的安培力，根據(jù)能量守恒判斷金屬桿上滑和下滑經(jīng)過同一點時速度大小關系，分析安培力的大小關系，根據(jù)能量守恒定律分析R上產生的焦耳熱．根據(jù)q=$\frac{△Φ}{R}$分析兩個過程中流過電阻R的電荷量關系．

解答 解：A、由于上滑過程中，金屬桿ab速度減小，產生的感應電動勢和感應電流減小，則ab桿所受的安培力減小，合力減小，則加速度減小，所以金屬桿ab做加速度減小的變減速直線運動，故平均速度小于$\frac{{v}_{0}}{2}$，故A正確；
B、經(jīng)過同一位置時：下滑的速度小于上滑的速度，下滑時棒受到的安培力小于上滑所受的安培力，則下滑過程安培力的平均值小于上滑過程安培力的平均值，所以上滑導體棒克服安培力做功大于下滑過程克服安培力做功，故B正確；
C、上滑過程中，減小的動能轉化為焦耳熱和棒的重力勢能；故上滑過程中電阻R上產生的焦耳熱小于減小的動能，故C錯誤；
D、根據(jù)感應電量經(jīng)驗公式q=$\frac{△Φ}{R}$知，上滑過程和下滑過程磁通量的變化量相等，則通過電阻R的電量相等，故D錯誤．
故選：AB

點評 本題考查電磁感應的功能關系；解決這類問題的關鍵時分析受力，進一步確定運動性質，并明確判斷各個階段及全過程的能量轉化．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．某同學在做探究彈力和彈簧伸長關系的實驗中，設計了如圖a所示的實驗裝置．所用鉤碼的單個質量都是30g，他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，然后再將4個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中：（彈力始終未超過彈性限度，取g=10m/s2）
鉤碼質量（g）0306090120
彈簧總長（cm）6.007.258.489.7811.04
彈力大�。∟）0.00.30.60.91.2
彈簧伸長（cm）0.001.252.483.785.04
①請根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，在給定的坐標紙 （圖b） 上作出彈簧所受彈力F與彈簧伸長的長度x的F-x圖線；

②由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為24.0N/m．（計算結果保留三位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b．當輸入電壓U為燈泡額定電壓的9倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說法正確的是（　�。�
A．此時a和b的電流之比為1：1B．原、副線圈匝數(shù)之比為9：1
C．原、副線圈匝數(shù)之比為8：1D．此時a和b的電功率之比為8：1

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖所示，在光滑水平面上方，有兩個磁感應強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場，如圖所示，PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大．一個共n匝，邊長為a，總質量為m，總電阻為R的正方形金屬線框垂直磁場方向，以速度v從圖示位置向右運動，當線框中心線AB運動到PQ重合時，線框的速度為$\frac{v}{3}$，則（　�。�
A．此時線框中的電功率為$\frac{{4{n^2}{B^2}{a^2}{v^2}}}{9R}$
B．此時線框的加速度為$\frac{{4{n^2}{B^2}{a^2}v}}{3R}$
C．此過程通過線框截面的電量為$\frac{{B{a^2}}}{R}$
D．此過程回路產生的電能為$\frac{1}{6}m{v^2}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．如圖所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導軌，NQ⊥MN，導軌平面下水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個R=5Ω的電阻，有一勻強磁場垂直于導軌平面，磁感強度為B0=1T．將一根質量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上，且與導軌接觸良好，導軌與金屬棒的電阻均不計．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，當金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達到穩(wěn)定速度，cd距離NQ為s=1m．試解答以下問題：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）當金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大？
（2）金屬棒達到的穩(wěn)定速度是多大？
（3）若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感強度逐漸減小，可使金屬棒中不產生感應電流，則t=1s時磁感應強度應為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，光滑斜面的傾角α=37°，在斜面上放置一單匝矩形線框abcd，bc邊的邊長l1=0.6m，ab邊的邊長l2=1m，線框的質量m=1kg，電阻R=0.1Ω，線框通過細線與重物相連，重物質量M=3kg，斜面上ef（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間做勻速運動，sin37°=0.6，ef和gh的距離s=11.4m，（取g=10m/s2），求：
（1）線框進入磁場前重物的加速度；
（2）線框進入磁場過程通過線框橫截面的電荷量；
（3）線框由靜止開始運動到gh處的整個過程中產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：作圖題

12．按照題目要求作圖：

（1）如圖甲所示，作出光線通過透鏡的光路圖（保留必要的作圖痕跡）；
（2）如圖乙所示，請在圖中畫出動力F1的力臂以及作用于B點的阻力F2的示意圖；
（3）如圖丙所示，用筆畫線代替導線將電燈和開關接到電路中．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，在豎直平面內的兩根平行金屬導軌，頂端用一電阻R相連，磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面．一質量為m的金屬棒他們ab以初速度v0沿導軌豎直向上運動，到某一高度后又返回下行到原處，整個過程金屬棒與導軌接觸良好，導軌與棒的電阻不計．則在上行與下行兩個過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．通過R的電荷量相等B．回到出發(fā)點的速度v等于初速度v0
C．電阻R上產生的熱量相等D．所用時間相等

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖所示，用一根絕緣細線懸掛一個帶電小球，小球的質量為m，電量為q，現(xiàn)加一水平的勻強電場，平衡時絕緣細線與豎直方向夾角為θ．
（1）請畫出小球受力分析圖；
（2）試求這個勻強電場的場強E大小．

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