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如图所示,光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内,并处在方向竖直向下、磁感应强度大...

如图所示,光滑金属导轨ACAD固定在水平面内,并处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上向右运动,最终恰好静止在A点。在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A点的总电荷量为q。已知导体棒与导轨间的接触电阻值恒为R,其余电阻不计,则( 

A.该过程中导体棒做匀减速运动

B.当导体棒的速度为时,回路中感应电流小于初始时的一半

C.开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为

D.该过程中接触电阻产生的热量为mv

 

BC 【解析】 A.由法拉第电磁感应定律可得导体棒中产生的感应电动势为E=Blv,其感应电流大小为 安培力大小为 由牛顿第二定律可知,导体棒将做加速度逐渐减小的减速运动,选项A错误; B.由可知,当速度减为时,导体棒的长度l也将变小,故其感应电流小于初始时的一半,选项B正确; C.由于在导体棒运动的过程中,通过导体棒的总电荷量为q,而,,,ΔΦ=BS,以上各式联立可得,选项C正确; D.由能量守恒定律可知,该过程中,导体棒的动能全部转化为接触电阻产生的热量,故,选项D错误。 故选BC。  
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考点分析:
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如图甲所示,MNPQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,轨道间距为L=1m,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R.现从静止释放ab,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到的关系如图乙所示.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g10m/s2.下列说法正确的是(   

A.金属杆ab中感应电流方向由a指向b

B.金属杆所受安培力沿轨道向下

C.定值电阻的阻值为

D.金属杆的质量为1kg

 

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如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板HP固定在框上,HP的间距很小.质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4-0.2t) T,图示磁场方向为正方向.框、挡板和杆不计形变.则(  )

A.t=1s时,金属杆中感应电流方向从CD

B.t=3s时,金属杆中感应电流方向从DC

C.t=1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1N

D.t=3s时,金属杆对挡板H的压力大小为0.2N

 

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如图所示,ab两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则(  )

 

A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B.ab线圈中感应电动势之比为91

C.ab线圈中感应电流之比为34

D.ab线圈中电功率之比为31

 

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如图甲所示,导体棒MN置于水平导轨上,PQMN所围的面积为SPQ之间有阻值为R的电阻,不计导轨和导体棒的电阻.导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规定磁场方向竖直向上为正,在02t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示,导体棒MN始终处于静止状态.下列说法正确的是( 

A.0t0t02t0时间内,导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同

B.t02t0时间内,通过电阻R的电流大小为

C.t02t0时间内,通过电阻R的电荷量为

D.02t0时间内,回路中产生的焦耳热为Q=

 

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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:

(1)磁场的方向;

(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;

(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.

 

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