8.如圖所示,水平面內(nèi)有足夠長、不計電阻的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌,寬度為L,其中一根導(dǎo)軌連接一個阻值為R的定值電阻,空間存在垂直導(dǎo)軌平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.兩根完全相同的金屬桿ab和cd垂直放在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,其電阻均為r、質(zhì)量均為m,兩金屬桿同時以速率v0向相反方向運(yùn)動,下列說法正確的是( 。
A.流過電阻R的電流方向?yàn)閍→c
B.金屬桿ab和cd所受的安培力時刻相同
C.系統(tǒng)動量守恒,機(jī)械能也守恒
D.電阻R上消耗的電能最多為$\frac{R}{R+2r}$mv02

分析 根據(jù)右手定則即可判斷出電流的方向,根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向,結(jié)合動量守恒的條件判定動量是否守恒,結(jié)合功能關(guān)系判定機(jī)械能是否守恒以及計算消耗的電能;

解答 解:A、ab向左運(yùn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向向下,cd向右運(yùn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向向上,二者的電動勢的方向相同,所以電路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,流過電阻R的電流方向?yàn)閏→a.故A錯誤;
B、電路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可知,ab受到的安培力向右,而cd受到的安培力的方向向左,二者的方向總是相反.故B錯誤;
C、金屬棒受到的安培力的大小:F=BIL,所以ab與cd受到的安培力大小相等,金屬棒ab與cd組成的系統(tǒng)水平方向受到的合外力為0,所以滿足動量守恒定律;在運(yùn)動的過程中,由于此時感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,所以機(jī)械能不守恒.故C錯誤;
D、當(dāng)金屬棒都停止運(yùn)動時,機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為電能,根據(jù)串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系可知,R上消耗的電能與金屬棒上消耗的動能之比為:$\frac{{Q}_{R}}{{Q}_{r}}=\frac{R}{2r}$,所以電阻R上消耗的電能最多為${Q}_{Rm}=\frac{R}{R+2r}×\frac{1}{2}•2m{v}_{0}^{2}=\frac{R}{R+2r}•m{v}_{0}^{2}$.故D正確.
故選:D

點(diǎn)評 該題將導(dǎo)體棒切割磁感線與功能關(guān)系、動量守恒定律相結(jié)合,考查到的知識點(diǎn)比較多,要注意對運(yùn)動過程的分析與把握.中檔題目.

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.一列簡諧橫波沿x軸傳播t1和t2時刻波的圖象分別如圖中實(shí)線和虛線所示,其中P、Q分別是位于x1=7m和x2=9m的兩個質(zhì)點(diǎn),已知t2=(t1+0.6)s,波速v=10m/s,則( 。
A.該波沿x軸正方向傳播
B.時刻t3=(t2+0.2)s,P質(zhì)點(diǎn)在x軸上方且y軸正方向傳播
C.若t4=(t2+0.3)s時Q質(zhì)點(diǎn)剛好經(jīng)過平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動
D.在振動過程中P、Q不可能對平衡位置的位移大小相等方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.透明光學(xué)材料制成的棱鏡的正截面為等腰直角三角形,C=90°,折射率為n=$\sqrt{2}$.一束波長為564nm的單色光與底面AB平行地射向棱鏡,如圖所示.入射點(diǎn)為O,OC間距離大于$\frac{\sqrt{3}AC}{3}$($\sqrt{2}$取1.41).試求:
(1)此單色光在棱鏡中的波長
(2)這束光從哪一個面首先射出?出射光線的方向如何?計算后回答并畫出光路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.空間某一靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示,x軸上有B、C兩點(diǎn),則下列說法中正確的有( 。
A.B點(diǎn)的場強(qiáng)小于C點(diǎn)的場強(qiáng)
B.同一試探電荷在B、C兩點(diǎn)的電勢能可能相同
C.負(fù)電荷沿x軸從B點(diǎn)移到C點(diǎn)的過程中,電勢能先減小后增大
D.B點(diǎn)電場強(qiáng)度沿x軸方向的分量與C點(diǎn)電場強(qiáng)度沿x軸分量方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖所示,半球面形的碗中盛滿水,碗底中央放置-枚硬幣A.-位觀察者的眼睛高出碗口B豎直高度為h.當(dāng)觀察者向后慢慢退步的過程中,他離碗口B的水平距離超過某一值時,就不能再看到碗底的硬幣了.已知水的折射率為n=$\frac{4}{3}$,則圖中x等于( 。
A.$\frac{\sqrt{3}}{2}$hB.$\frac{\sqrt{2}}{2}$hC.2$\sqrt{3}$hD.2$\sqrt{2}$h

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.下列說法中正確的是(  )
A.速率小的分子溫度低
B.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程,則外界對氣體做功,氣體分子的平均動能增大
C.熱傳導(dǎo)、摩擦生熱等熱現(xiàn)象是不可逆的
D.熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖甲所示,一長為L=2m的金屬“U”型框與間距也為L的兩平行金屬板AB相連,兩板之間用一絕緣光滑水平桿相連,一質(zhì)量為M=0.1kg,電量大小為q=0.1c可看成質(zhì)點(diǎn)的帶電小球套在桿中并靠近A板靜止,從t=0時刻開始,在“U”型框?qū)挒閐=0.5m內(nèi)加入垂直紙面向外且大小隨時間變化的磁場(如圖乙所示)后,發(fā)現(xiàn)帶電小球可以向右運(yùn)動.求:

(1)小球帶何種電荷
(2)小球達(dá)到B板時的速度大小
(3)通過分析計算后在丙圖坐標(biāo)系中作出小球在AB桿上的v-t圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法,其中不正確的是(  )
A.
微粒運(yùn)動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動
B.
分子間距離為r0時,分子引力和斥力大小相等
C.
食鹽晶體的物理性質(zhì)是各向異性的
D.
露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.霧霾天氣對公路、鐵路、航空、航運(yùn)等均產(chǎn)生重要影響,霧、霾會造成空氣質(zhì)量下降,影響生態(tài)環(huán)境,給人體健康帶來較大危害,在我國治理霧霾已刻不容緩,在一大霧天,一輛小汽車以30m/s的速度行駛在高速公路上,突然發(fā)現(xiàn)正前方30m處有一輛大卡車以10m/s的速度同方向勻速行駛,小汽車緊急剎車,剎車過程中剎車失靈,如圖所示,a、b分別為小汽車和大卡車的v-t圖象,以下說法正確的是( 。
A.因剎車失靈前小汽車已減速,不會追尾
B.在t=5s時追尾
C.在t=3s時追尾
D.若剎車不失靈不會追尾

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