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如图6所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,AB间距离为L,左右两端均接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上,甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与MN棒中点固定连接,另一端均被固定,MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触,导轨与MN棒的电阻均忽略不计.初始时刻,两弹簧恰好处于自然长度,MN棒具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,MN棒第一次运动至最右端,这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q,则(   )

A.初始时刻棒受到安培力大小为
B.从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生焦耳热为
C.当棒再次回到初始位置时,AB间电阻R的功率为
D.当棒第一次到达最右端时,甲弹簧具有的弹性势能为mv20-Q

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解析试题分析:据题意,初始时刻,导体棒受到的安培力为:F=BLI=2B2L2v0/R,所以A选项正确;已知MN第一次运动到最右端电阻R产生的焦耳热为Q,则据动能定理有:-w安-2w弹=0-mv02/2,而w安=2Q,所以有
w弹=mv20/4-Q,则D选项正确;从初始时刻至棒第一次到达最左端:-w‘安-2w弹=0-mv02/2,则Q’= w‘安=2Q,所以B选项错误;当棒再次回到初始位置,AB间电阻R的功率为P="BILv=" B2L2v/R< B2L2v0/R,所以C选项错误。
考点:本题考查电磁感应中的电路问题,能量转化问题。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角(0<<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,棒接入电路的电阻为R,当流过棒某一横截面的电量为q时,它的速度大小为,则金属棒在这一过程中 (    )

A.F运动的平均速度大小为
B.产生的焦尔热为
C.平滑位移大小为
D.受到的最大安培力大小为

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图甲所示,一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中,磁场是变化的,磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示,则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是图中的(规定向右为安培力F的正方向) (    )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

在电磁感应现象中,下列说法中正确的是

A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示平行的金属双轨与电路处在竖直向下的匀强磁场B中,一金属杆放在金属双轨上在恒定外力F作用下做匀速运动,则在开关S  

A.闭合瞬间通过金属杆的电流增大
B闭合瞬间通过金属杆的电流减小
C.闭合后金属杆先减速后匀速
D.闭合后金属杆先加速后匀速

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a-b-c-d-a的感应电流为正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的(   )

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,一条形磁铁,从静止开始,穿过采用双线绕成的闭合线圈,条形磁铁在穿过线圈过程中做

A.减速运动 B.匀速运动 C.自由落体运动 D.非匀变速运动

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

一个“∠”形导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,a是与导轨材料相同、粗细相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好。在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右运动,以导体棒在右图所示位置的时刻作为时间的零点,下列物理量随时间变化的图像可能正确的是

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

(12分)如图所示为交流发电机示意图,匝数为匝的矩形线圈,边长分别为和,内阻为,在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动,线圈和外部的电阻相接.求:

(1)断开时,电压表示数;
(2)电键合上时,电压表和电流表示数;
(3)通过电阻的电流最大值是多少?电阻上所消耗的电功率是多少?

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