如图所示,回路竖直放在匀强磁场中,磁场的方向垂直于回路平面向外.导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑.设回路的总电阻恒定为R,当导体AC从静止开始下落后,下面叙述
题型:不详难度:来源:
如图所示,回路竖直放在匀强磁场中,磁场的方向垂直于回路平面向外.导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑.设回路的总电阻恒定为R,当导体AC从静止开始下落后,下面叙述中正确的说法有( )A.导体下落过程中,机械能守恒 | B.导体加速下落过程中,导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量 | C.导体加速下落过程中,导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能 | D.导体达到稳定速度后的下落过程中,导体减少的重力势能大于回路中增加的内能 |
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答案
A、导体下落过程中,切割磁感线产生感应电流,受到向上的安培力,要克服安培力做功,所以其机械能不守恒,在不断减小,故A错误. B、C、导体加速下落过程中,导体的重力势能减少,导体获得了动能,回路产生了电能,所以根据能量守恒定律得知:导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能.故B错误,C正确. D、导体达到稳定速度后做匀速运动,动能不变,则导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能,即有导体减少的重力势能等于回路中增加的内能.故D错误. 故选:C. |
举一反三
如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=0.4m、总电阻为R=0.1Ω.在直角坐标系xoy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=0.2sinx(m),场强大小B=0.2T.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,恰好拉出磁场.
(1)求线框中AD两端的最大电压; (2)在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积; (3)求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力F所做的功. |
如图所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=1T.现有一质量为m=0.2kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5kg的物体相连,细绳与导轨平面平行.将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动.运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触.(取重力加速度g=10m/s2)求: (1)金属棒匀速运动时的速度; (2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热; (3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图象如图所示,请根据图中的数据计算出此时的B1; (4)改变磁感应强度的大小为B2,B2=2B1,其他条件不变,请在坐标图上画出相应的v-M图线,并请说明图线与M轴的交点的物理意义.
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如图所示,将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状,它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通,在外力F作用下,正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动.杆的电阻不计,导线电阻为R,ab间距离为2L,导线组成的正弦图形项部或底部到杆距离都是.在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域,磁场的宽度为2L,磁感应强度为B.现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动,在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直.t=0时刻导线从O点进入磁场,直到全部穿过磁场,外力F所做功为( )
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甲图,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角θ=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好.棒的质量m=1.0kg,电阻R=1.0Ω,长度与导轨间距L相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,力随时间变化如乙图,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求: (1)ab棒的加速度大小; (2)磁感应强度B的大小; (3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热; (4)求cd棒达到最大速度所需的时间.
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如图所示,水平导轨的电阻忽略不计,金属棒ab和cd的电阻分别为Rab和Rcd,且Rab>Rcd,处于匀强磁场中.金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动.ab在外力作用下处于静止状态,下面说法正确的是( )A.通过ab的电流是b到a | B.Uab=Ucd | C.Uab<Ucd | D.无法判断 |
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