精英家教網(wǎng)用兩根足夠長的粗糙金屬條折成“┌”型導軌,右端水平,左端豎直,與導軌等寬的粗糙金屬細桿ab、cd與導軌垂直且接觸良好.已知ab、cd桿的質量、電阻值均相等,導軌電阻不計,整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中.當ab桿在水平向右的拉力F作用下沿導軌向右勻速運動時,cd桿沿軌道向下運動,以下說法正確的是( 。
A、cd桿一定向下做勻加速直線運動B、拉力F的大小一定不變C、回路中的電流強度一定不變D、拉力F的功率等于ab棒上的焦耳熱功率與摩擦熱功率之和
分析:題中ab勻速切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應電動勢,cd不切割磁感線,不產(chǎn)生感應電動勢,回路中感應電流恒定,分析cd可能的受力情況,判斷其運動情況;對ab進行受力情況分析,由平衡條件分析拉力F;根據(jù)功能關系分析拉力F的功率.
解答:解:A、C、由圖看出,ab勻速切割磁感線,產(chǎn)生恒定的感應電動勢,cd不切割磁感線,不產(chǎn)生感應電動勢,回路中感應電流恒定.cd棒豎直方向上受到向下的重力和向上滑動摩擦力f,水平方向受到軌道的支持力N和安培力FA,則f=μN=μFA=μBIL,可知f大小不變.
若重力大于滑動摩擦力,cd桿做勻加速運動,若重力等于滑動摩擦力,cd桿做勻速運動,故A錯誤,C正確.
B、對于ab桿:水平方向受到F和安培力,安培力大小不變,則知F不變,故B正確.
D、根據(jù)能量轉化和守恒定律可知:拉力F的功率與cd桿重力功率之和等于兩棒上的焦耳熱功率與摩擦熱功率之和,故D錯誤.
故選:BC
點評:本題要注意cd桿不切割磁感線,沒有感應電動勢產(chǎn)生,同時要正確分析兩棒的受力和能量如何轉化,分析時能量的形式不能少.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?濱州一模)水平面上兩根足夠長的光滑金屬導軌平行固定放置,間距為L,一端通過導線與阻值R的電阻連接,導軌上放一質量為m的金屬桿(見圖甲),導軌的電阻忽略不計,勻強磁場方向豎直向下,用與平軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,金屬桿從靜止開始運動,電壓表的讀數(shù)發(fā)生變化,但最終將會保持某一數(shù)值U恒定不變;當作用在金屬桿上的拉力變?yōu)榱硪粋恒定值時,電壓表的讀數(shù)最終相應地會保持另一個恒定值不變,U與F的關系如圖乙.若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,金屬桿的電阻r=0.5Ω.(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)磁感應強度B;
(2)當F=2.5N時,金屬桿最終勻速運動的速度;
(3)在上述(2)情況中,當金屬桿勻速運動時,撤去拉力F,此后電阻R上總共產(chǎn)生的熱量.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根足夠長的平行金屬導軌相距L=0.5m,它與水平面成α=37°角放置,導軌電阻不計.與導軌平面垂直的磁場的磁感應強度為B=0.8T.
導軌上端用電阻不計的導線相連.一根質量為m=2kg、電阻為R=2Ω的金屬棒MN垂直跨放在導軌上,它與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5.已知金屬棒由靜止開始沿導軌下滑到剛開始作勻速運動時通過金屬棒橫截面的電量為q=1.5C.求:
(1)金屬棒作勻速運動的速度;
(2)金屬棒從開始運動到達到勻速運動的過程中,沿斜面下滑的距離;
(3)金屬棒從開始運動到達到勻速運動的過程中,電流所做的功.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,有兩根足夠長的光滑金屬導軌PQ和MN,固定在水平面上,相距為L,在兩導軌之間分布著豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小為B.將兩根長均為L,電阻均為R的金屬棒ab和cd放置在導軌上,ab的質量為m,cd的質量為2m.現(xiàn)用水平恒力F作用在金屬棒ab上,使金屬棒ab由靜止開始沿導軌向左運動,經(jīng)過一段時間后,金屬棒ab和cd以相同的加速度運動.若導軌的電阻不計,求:
(1)金屬棒ab和cd所具有的相同加速度的大小;
(2)在金屬棒ab、cd以相同加速度運動過程中,當金屬棒ab的速度是cd速度的2倍時,金屬棒ab的速度大小;
(3)金屬棒ab從靜止開始運動達到(2)中所述狀態(tài)時所經(jīng)歷的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

用兩根足夠長的粗糙金屬條折成“┌”型導軌,右端水平,左端豎直,與導軌等寬的粗糙金屬細桿ab、cd與導軌垂直且接觸良好。已知ab、cd桿的質量、電阻值均相等,導軌電阻不計,整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在水平向右的拉力F作用下沿導軌向右勻速運動時,cd桿沿軌道向下運動,以下說法正確的是(     )

(A)cd桿一定向下做勻加速直線運動

(B)拉力F的大小一定不變

(C)回路中的電流強度一定不變

(D)拉力F的功率等于ab棒上的焦耳熱功率與摩擦熱功率之和

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