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两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示.在这过程中(  )
A.金属棒运动过程中机械能守恒
B.恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热
C.金属棒克服安培力做的功等于拉力做的功
D.作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和

A、在金属棒运动过程中,动能不变,重力势能增加,棒的机械能增加,机械能不守恒,故A错误;
B、对金属棒,由动能定理得:WF-WG-W=0,即 WF-WG=W,安培力做功转化为焦耳热,则恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热,故B正确;
C、由WF-WG-W=0得:W=WF-WG,即金属棒克服安培力做的功等于拉力F与重力的合力做的功,故C错误;
D、金属棒匀速运动,作用于金属捧上的各个力的合力为零,作用于金属捧上的各个力的合力做的功为零,故D错误;
故选:B.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,足够长的间距为L=0.2m光滑水平导轨EM、FN与PM、QN相连,PM、QN是两根半径为d=0.4m的光滑的
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圆弧导轨,O、P连线水平,M、N与E、F在同一水平高度,水平和圆弧导轨电阻不计,在其上端连有一阻值为R=8Ω的电阻,在PQ左侧有处于竖直向上的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B0=6T.现有一根长度稍大于L、质量为m=0.2kg、电阻为r=2Ω的金属棒从轨道的顶端P处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,取g=10m/s2,求:
(1)棒到达最低点MN时金属棒两端的电压;
(2)棒下滑到MN过程中金属棒产生的热量;
(3)从棒进入EM、FN水平轨道后开始计时,磁场随时间发生变化,恰好使棒做匀速直线运动,求磁感应强度B随时间变化的表达式.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,两个正方形虚线框之间的四个区域有大小相等的匀强磁场,左侧两个区域垂直纸面向里,右侧两个区域垂直纸面向外.现有一个大小与磁场区域外边缘等大的正方形金属线框abcd正对着磁场区域水平向右匀速运动,在线圈通过磁场区域时有下面四个图象,其中A是电路中电流时间图象,B是线圈中bc部分两端电压时间图象,C是线框受到的安培力时间图象,D是线框中焦耳热功率时间图象,则可能正确的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中.导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下,由静止开始运动,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,导体棒的电阻r=0.1Ω,轨道电阻不计.求:
(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小F
(2)导体棒能达到的最大速度大小vm

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,U形导体框架宽L=1m,与水平面成α=30°角倾斜放置在匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,垂直框面向上.在框架上垂直框边放有一根质量m=0.2kg、有效电阻R=0.1Ω的导体棒ab,从静止起沿框架无摩擦下滑,设框架电阻不计,框边有足够长,取g=10m/s2,求:ab棒下滑的最大速度vm

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,垂直于导轨水平放置在导轨上,如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变,重力加速度为g.
(1)给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度,同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力,结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动.求拉力做功的功率.
(2)若作用在ab杆的拉力与第(1)问相同,但两根杆都是同时从静止开始运动,求两根杆达到稳定状态时的速度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,间距l=1m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内,在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=30°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.5T方向竖直向上和磁感应强度B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀场磁场.电阻R=0.4Ω、质量m=0.1kg的相同导体杆PQ、MN分别垂直放置在导轨上,PQ杆的两端固定在导轨上,离b1b2的距离s=0.5m.MN杆可沿导轨无摩擦滑动且与导轨始终接触良好,当MN杆沿由静止释放沿导轨向下运动x=1m时达到最大速度.不计导轨电阻.取g=10m/s2,求:
(1)当MN杆达到最大速度时,流过PQ杆的电流大小和方向;
(2)从MN杆开始运动直到达到最大速度的过程中,PQ杆中产生的焦耳热;
(3)若保持B2不变,使B1发生变化,要使MN杆一直静止在倾斜轨道上,则B1随时间如何变化?其变化率多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,由于导体棒ab在水平导轨上运动,使棒上产生了a到b的感应电流,则下列说法正确的是(  )
A.导体棒ab可能向左运动
B.导体棒ab一定向右运动
C.导体棒ab一定向右做加速运动
D.a点比b点电势高

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,均匀直导体棒ab质量为m,电阻为R,跨接在U型金属框架上与电阻R组成闭合回路,框架两竖直平行导轨相距为L,位于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,框架的电阻忽略不计且足够长.用竖直向上的恒力F拉ab使之由静止沿框架竖直向上运动,忽略一切摩擦.则对于从导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程,下列说法中正确的是(  )
A.导体棒的最大速度为
(F-mg)R
B2L2
B.由上述条件可以求出此过程中回路中产生的焦耳热
C.此过程中,导体棒所受所有外力所做的功之和为
2m?(F-mg)2R2
B4L4
D.此过程中,F做功与重力做功之和在数值上等于系统产生的焦耳热

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