如图所示,甲图中的电容器C原来不带电,除电阻R外,其余部分电阻均不计,光滑且足够长的导轨水平放置,现给导体棒ab水平向右的初速度v(V>E/BL),则甲、
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如图所示,甲图中的电容器C原来不带电,除电阻R外,其余部分电阻均不计,光滑且足够长的导轨水平放置,现给导体棒ab水平向右的初速度v(V>E/BL),则甲、
题型:不详
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如图所示,甲图中的电容器C原来不带电,除电阻R外,其余部分电阻均不计,光滑且足够长的导轨水平放置,现给导体棒ab水平向右的初速度v(V>E/BL),则甲、乙、丙三种情形下ab棒最终的运动状态是 ( )
A.三种情形下导体棒ab最终均作匀速运动
B.甲、丙中导体棒ab最终将以不同的速度作匀速运动,乙中导体棒ab最终静止
C.甲、丙中导体棒ab最终将以相同的速度作匀速运动,乙中导体棒ab最终静止
D.三种情形下导体棒ab最终均静止
答案
B
解析
试题分析:甲图中,ab棒切割磁感线,产生感应电动势,为电容器充电,当充满电之后,电路中没有感应电流,因此最终以速度v做匀速直线运动,D错。乙图中ab切割磁感线产生的感应电动势,电路中有持续电流,因此ab的动能最终被电阻R发热耗散调,所以乙图ab棒最终应静止。丙图中,由于
,因此电路中最开始总电流为
,方向为从b到a,因此ab棒所受安培力为向左,ab棒减速运动,直到I=0,ab最终以
做匀速直线运动,通过以上分析,B正确。
点评:此类题型考察了金属棒在不同环境中可能出现的运动情况,要认清ab棒在电路中扮演的“角色”,通过受力分析确定金属棒的运动情况。这三种题型中要特别注意有时ab棒是电源,有时候是通电导体,因此ab两端电压有时是电源电动势,有时是路端电压。
举一反三
(10分)如图所示,水平放置的两平行金属导轨相距
L
=0.50 m,左端接一电阻
R
=0.20 Ω,磁感应强度
B
=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,长也为0.50 m的导体棒
ac
垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.当
ac
棒以
v
=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)
ac
棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持
ac
棒做匀速运动的水平外力的大小和方向.
题型:不详
难度:
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如图所示,一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角,两导轨上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab,以初速v
0
从轨道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端.若运动过程中,金属杆保持与导轨垂直且接触良好,并不计金属杆ab的电阻及空气阻力,则
A.重力所做功的绝对值:上滑过程和下滑过程相等
B.电阻R产生的热量:上滑过程比下滑过程少
C.通过电阻R的电量:上滑比下滑过程多
D.滑行时间:上滑过程比下滑过程短
题型:不详
难度:
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(11分)如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L="0.5" m,左端接有阻值为R="0.8" Ω的电阻,处在方向竖直向下,磁感应强度为B="1" T的匀强磁场中,质量为m=0.1kg的导体棒与固定弹簧相连,导体棒的电阻为r="0.2" Ω,导轨的电阻可忽略不计.
初时刻,弹簧恰好处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v
0
="4" m/s .导体棒第一次速度为零时,弹簧的弹性势能Ep="0.5" J.导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触.求:
(1)初始时刻导体棒受到的安培力的大小和方向;
(2)导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q .
题型:不详
难度:
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一较小的三角形导线框abc向右匀速穿越匀强磁场(两平行的虚线间的区域)。如图所示,ab边与磁场边界平行,若运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直,则可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律的是( )
题型:不详
难度:
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如图所示,水平面上有两根相距
的足够长的光滑平行金属导轨
和
,它们的电阻可忽略不计,在
和
之间接有阻值为
的定值电阻。导体棒
长
,其电阻为
,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度
。现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力
,使
以
的速度向右做匀速运动时,求:
⑴
中的感应电动势多大?
⑵
中电流的方向如何?
⑶若定值电阻
,导体棒的电阻
,则
多大?
题型:不详
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