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如图所示,固定的竖直光滑U型金属导轨,间距为L,上端接有阻值为R的电阻,处在方向...

如图所示,固定的竖直光滑U型金属导轨,间距为L,上端接有阻值为R的电阻,处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上,导轨的电阻忽略不计初始时刻,弹簧处于伸长状态,其伸长量为 ,此时导体棒具有竖直向上的初速度v0在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触则下列说法正确的是 

 

A初始时刻导体棒受到的安培力大小

B初始时刻导体棒加速度的大小

C导体棒往复运动,最终将静止时弹簧处于压缩状态

D导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热

 

BC 【解析】 试题分析:导体棒的初速度为v0,初始时刻产生的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律得:E=BLv0 设初始时刻回路中产生的电流为I,由闭合电路的欧姆定律得:设初始时刻导体棒受到的安培力为F,由安培力公式得:F=BIL,联立上式得,.故A错误;初始时刻,弹簧处于伸长状态,棒受到重力、向下的安培力和弹簧的弹力,所以:ma=mg+kx+F,得:.故B正确; 从初始时刻到最终导体棒静止的过程中,导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能,另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能;当导体棒静止时,棒受到重力和弹簧的弹力,受力平衡,所以弹力的方向向上,此时导体棒的位置比初始时刻降低了,故C正确;导体棒直到最终静止时,棒受到重力和弹簧的弹力,受力平衡,则:mg=kx2,得:.由于x1=x2,所以弹簧的弹性势能不变,由能的转化和守恒定律得:mg(x1+x2)+Ek=Q总;解得系统产生的总热量: 可知R上产生的热量要小于系统产生的总热量.故D错误.故选BC。 考点:法拉第电磁感应定律;能量守恒定律 【名师点睛】本题中安培力的经验公式,可以由感应电动势、欧姆定律、安培力三个公式结合推导出来,要加强记忆,有助于分析和计算。  
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考点分析:
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位于同一水平面上的两根平行导电导轨,放置在斜向左上方、与水平面成600角且足够大的匀强磁场中,现给出这一装置的侧视图,一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动,在匀强磁场沿顺时针缓慢转过30°的过程中,金属棒始终保持匀速运动,则磁感强度B的大小变化可能是 

A始终变大         B始终变小

C先变大后变小     D先变小后变大

 

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如图所示,平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场左右宽度为L,磁感应强度大小为B,一等腰梯形线圈ABCD所在平面与磁场垂直,AB边刚好与磁场右边界重合,AB长等于L,CD长等于2L,AB、CD间的距离为2L,线圈的电阻为R先让线圈向右以恒定速度v匀速运动,从线圈开始运动到CD边刚好要进入磁场的过程中 

A线圈中感应电流沿顺时针方向

B线圈中感应电动势大小为BLv

C通过线圈截面的电量为

D克服安培力做的功为

 

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回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示:D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子初速度可以忽略,它们在两盒之间被电场加速当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法中正确的是 

A若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大

B若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短

C若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子

D质子第n次被加速前后的轨道半径之比为

 

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如图所示,倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻,I和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1,恒定不变,区域Ⅱ中磁场随时间按B2=kt变化,一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上,并恰能保持静止,则下列说法正确的是 

A通过金属杆的电流大小为

B通过金属杆的电流方向是从a到b

C定值电阻的阻值为

D定值电阻的阻值为

 

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如图中MN和PQ为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨,间距为L,电阻不计导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,两端分别接阻值为2R的电阻R1和电容为C的电容器质量为m、电阻为R的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持良好接触杆ab由静止开始下滑,在下滑过程中最大的速度为v,整个电路消耗的最大电功率为P,则 

A电容器左极板带正电

B电容器的最大带电量为

C杆ab的最大速度

D杆ab所受安培力的最大功率为

 

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