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
题型:不详难度:来源:
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 |
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答案
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安=0,即 WF-WG=W安,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安=0得:W安=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. |
举一反三
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,长L=0.40m、电阻r=0.10Ω的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,g=10m/s2
时间t(s) | 0 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 下滑距离x(m) | 0 | 0.02 | 0.08 | 0.17 | 0.27 | 0.37 | 0.47 | 0.57 | 如图甲所示,一对足够长的平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,左端之间用R=3Ω的电阻连接,轨道的电阻忽略不计.一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两轨道上,并与两轨道垂直.整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移x间的关系如图乙所示.当拉力达到最大时,导体杆恰好开始做匀速运动.当位移x=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离△x后停下,已知在滑行△x的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J.求: (1)拉力F作用过程中,通过电阻R上的电量q; (2)导体杆运动过程中的最大速度vm; (3)拉力F作用过程中,回路中产生的焦耳热Q.
| 金属杆ABC处于磁感强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里(如图所示).已知AB=BC=20cm,当金属杆在图中标明的速度方向运动时,测得A、C两点间的电势差是3.0V,则可知移动速度v=______.
| 如图所示,粗细均匀的、电阻为r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为l;长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上,以v0向左运动,当ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为______.
| 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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