如圖所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌，AB間距離為L，左右兩端均接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端均與MN棒中點固定連接，另一端均被固定，MN棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，導(dǎo)軌與MN棒的電阻均忽略不計.初始時刻，兩彈簧恰好處于自然長度，MN棒具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時間，MN棒第一次運動至最右端，這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則（   ）
A．初始時刻棒受到安培力大小為
B．從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中，整個回路產(chǎn)生焦耳熱小于
C．當(dāng)棒再次回到初始位置時，AB間電阻R的功率小于
D．當(dāng)棒第一次到達最右端時，甲彈簧具有的彈性勢能為mv20-Q
ACD

試題分析：初始時刻棒受到的力的作用，應(yīng)該考慮到初始時刻彈簧沒有形變，此時棒受力應(yīng)為安培力，棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv0，整個回路由棒以及兩個并聯(lián)的阻值為R的電阻組成，所以電流為，則安培力為，所以A正確；B項不能定量計算，但是可以通過定性分析得出將棒向左開始運動運動到最右端分為3個過程，過程一，從初始位置到最左端，過程二，從最左端回到初始位置，過程三，從初始位置到最右端，在整個過程中，不斷有動能轉(zhuǎn)化成焦耳熱，所以動能不斷減小，速度也就不斷減小，所以第一個過程產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)該大于整個過程產(chǎn)生的焦耳熱的，而整個過程中AB間電阻和CD間電阻產(chǎn)生焦耳熱一樣多，總量為2Q，所以，第一個過程產(chǎn)生的焦耳熱Q1＞，故B錯誤；C中由于動能減少，再回到初始位置時的速度應(yīng)小于開始運動的初速度，所以此時AB間電阻的功率P＜P0，，所以C正確；D項用能量的觀點來說明，當(dāng)棒到達最右端時，所有的動能都轉(zhuǎn)化成了焦耳熱和彈簧的彈性勢能，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為2Q，又由兩根彈簧形變量相同，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量守恒，所以甲彈簧的彈性勢能為Ep=mv20-Q，故D正確，所以該題答案為ACD。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，足夠長的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連，平行地固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強磁場，導(dǎo)軌的電阻不計。金屬直桿ab垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置，其質(zhì)量為m,電阻為r，金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab，使之由圖中位置從靜止開始水平向右運動，桿ab在運動過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時間t后，ab桿開始做勻速直線運動，此時理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g），求：

（1)ab桿勻速運動時的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中，通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在下列四個情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。A．B中的導(dǎo)線框為正方形， C．D中的導(dǎo)線框為直角扇形。各導(dǎo)線框均繞軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為T。從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點指向O點的方向為感應(yīng)電流i的正方向。則四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律符合i-t圖象的是(   )

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）如圖甲所示，電阻不計的“”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，導(dǎo)體框處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=1T，有一導(dǎo)體棒AC橫放在框架上且與導(dǎo)體框架接觸良好，其質(zhì)量為m=0．2kg，電阻為R=0．8，現(xiàn)用絕緣輕繩拴住導(dǎo)體棒，輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0．2kg，電動機內(nèi)阻r=1。接通電路后電壓表的讀數(shù)恒為U=10V,電流表讀數(shù)恒為I=1A，電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體棒AC平行于EF向右運動，其運動位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示，其中OM段為曲線，MN段為直線。（取g=10m/s2）求：

（1）電動機的輸出功率；
（2）導(dǎo)體框架的寬度； 
（3）導(dǎo)體棒在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，xoy坐標系第一象限有垂直紙面向外的勻強磁場，第三象限有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感強度大小均為B，第二、四象限內(nèi)沒有磁場.一個圍成四分之一圓弧形的導(dǎo)體環(huán)oab，其圓心在原點o，開始時導(dǎo)體環(huán)在第四象限，從t＝0時刻起繞o點在xoy坐標平面內(nèi)逆時針勻速轉(zhuǎn)動。若以逆時針方向的電流為正，下列表示環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖像中，正確的是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場； 一個邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直； 虛線框?qū)蔷�ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導(dǎo)線框．在t=0時， 導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向開始進入磁場區(qū)域，直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強度，取逆時針方向為正．下列表示i-t關(guān)系的圖示中，可能正確的是：

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

青藏鐵路刷新了一系列世界鐵路的歷史紀錄，青藏鐵路火車上多種傳感器運用了電磁感應(yīng)原理，有一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號以確定火車位置和運動狀態(tài)，原理是將能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵，安裝在火車首節(jié)車廂下面，俯視如圖甲所示，當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便產(chǎn)生一個電信號，被控制中心接收到，當(dāng)火車通過線圈時，若控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號為圖乙所示，則說明火車在做
A．勻速直線運動
B．勻加速直線運動
C．勻減速直線運動
D．加速度逐漸加大的變加速直線

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(16分)2010 年上海世博會某國家館內(nèi)，有一“自發(fā)電”地板，利用游人走過此處，踩踏地板發(fā)電．其原因是地板下有一發(fā)電裝置，如圖⑴所示，裝置的主要結(jié)構(gòu)是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，無摩擦地套在磁場方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中．磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布，圖⑵為橫截面俯視圖．輕質(zhì)地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復(fù)位彈簧(圖中只畫出其中的兩個)，輕質(zhì)硬桿P將地板與線圈連接，從而帶動線圈上下往返運動(線圈不發(fā)生形變)，便能發(fā)電．若線圈所在位置磁感應(yīng)強度大小為B，線圈的總電阻為R0，現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電．為便于研究，將某人走過時對板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時間t變化的規(guī)律簡化為圖⑶所示．(彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，取線圈初始位置x＝0，豎直向下為位移的正方向)求：

⑴0～t0時間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小及方向；
⑵t＝t0/2時地板受到的壓力；
⑶人踩踏一次地板所做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，由粗細均勻的電阻絲制成的邊長為l的正方形線框abcd，其總電阻為R，現(xiàn)使線框以水平向右的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域，整個過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行。令線框的cd邊剛好與磁場左邊界重合時t=0，電流沿abcda流動的方向為正，u0=Blv。線框中a、b兩點間電勢差uab隨線框cd邊的位移x變化的圖象正確的是（      ）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案