【題目】如圖所示，MN、PQ和JK、ST為傾角皆為的足夠長的金屬導(dǎo)軌，都處在垂直于斜面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.JK與ST平行，相距L，MN與PQ平行，相距.質(zhì)量分別為2m、m的金屬桿a和b垂直放置在導(dǎo)軌上.已知兩桿在運動過程中始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成回路的總電阻始終為R，重力加速度為g.下列說法正確的是（ ）

A.若a固定，釋放b，則b最終速度的大小為

B.若同時釋放a、b，則b最終速度的大小為

C.若同時釋放a、b，當(dāng)b下降高度為h時達(dá)到最大速度，則此過程中兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的電能為

D.若同時釋放a、b，當(dāng)b下降高度為h時達(dá)到最大速度，則此過程中通過回路的電荷量為

【答案】ACD

【解析】

A．a固定，b最終做勻速直線運動，b受到的安培力為

對b，由平衡條件得

解得b的最終速度的大小為

，

A正確；

B．a受到的安培力

b受到的安培力

則

a的加速度為

b的加速度

則，a、b兩桿同時釋放，在同一時刻加速度大小相等，它們的運動時間相同，則在同一時刻，兩桿的速度相等，即

回路中的感應(yīng)電動勢為

回路中的感應(yīng)電流為

b受到的安培力為

b勻速運動的速度是其最終速度，由平衡條件得

解得b的最終速度的大小為

B錯誤；

C．由B的分析可知，同時釋放a、b，在任一時刻a、b的加速度、速度、運動時間都相等，它們的位移大小也相等，下降高度相等，當(dāng)b下降高度為h時達(dá)到最大速度，在此過程中，由能量守恒定律得

由B選項的分析可知，

解得此過程中兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的電能

C正確；

D．若同時釋放a、b，當(dāng)b下降高度為h時達(dá)到最大速度，則此過程中通過回路的電荷量為

D正確.

故選ACD.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】發(fā)電機(jī)和電動機(jī)具有裝置上的類似性 ，源于它們機(jī)理上的類似性.直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)的工作原理可以簡化為如圖1、圖2所示的情景.

在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，兩根光滑平等金屬軌道、固定在水平面內(nèi)，相距為，電阻不計.電阻為的金屬導(dǎo)體棒垂直于、放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度（平行于）向右做勻速運動.

圖1軌道端點間接有阻值為的電阻，導(dǎo)體棒受到水平向右的外力作用.圖2軌道端點間接有直流電源，導(dǎo)體棒通過滑輪勻速提升重物，電路中的電流為.

（1）求在時間內(nèi)，圖1“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能和圖2“電動機(jī)”輸出的機(jī)械能；

（2）從微觀角度看，導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用.為了方便，可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷.

a.請在圖3（圖1的導(dǎo)體棒）、圖4（圖2的導(dǎo)體棒）中，分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖.

b.我們知道，洛倫茲力對運動電荷不做功.那么，導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢？請以圖2“電動機(jī)”為例，通過計算分析說明.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。現(xiàn)有一束幾種不同的正離子，經(jīng)過加速電場加速后，垂直射入速度選擇器（速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B1），離子束保持原運動方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場B2，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束。忽略重力的影響，由此可得結(jié)論（　　）

A.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向內(nèi)

B.這些離子通過狹縫P的速率都等于

C.這些離子的電量一定不相同

D.這些離子的比荷一定不相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中有一個由均勻?qū)Ь�制成的單匝矩形線框abcd，線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動，運動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行，線框邊長ad＝L，cd＝2L.線框?qū)Ь�的總電阻為R.則在線框離開磁場的過程中，下列說法中正確的是（ ）

A.ad間的電壓為

B.流過線框截面的電量為

C.線框所受安培力的合力為

D.線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的正方形導(dǎo)線框abcd，電阻為R，現(xiàn)維持線框以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如果以x軸正方向為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為計時零點，則磁場對線框的作用力F、線框ab邊兩端的電勢差Uab隨時間變化的圖像正確的是（ ）

A.B. C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電路中A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器。當(dāng)S閉合與斷開時，A、B燈泡的發(fā)光情況是(　　)

A. S閉合，A亮一下又逐漸熄滅，B逐漸變亮

B. S閉合，B亮一下又逐漸變暗，A逐漸變亮

C. S閉合足夠長時間后，A和B一樣亮

D. S閉合足夠長時間后，A、B都熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示的電路中，電阻R1＝R，R2＝2R，單匝圓形金屬線圈半徑為r2，圓心為O，線圈導(dǎo)線的電阻為R，其余導(dǎo)線的電阻不計．半徑為r1（r1<r2）、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，電容器的電容為C.閉合開關(guān)S，t1時刻開始電路中的電流穩(wěn)定不變，下列說法正確的是（ ）

A.電容器上極板帶正電

B.t1時刻，電容器所帶的電荷量為

C.t1時刻之后，線圈兩端的電壓為

D.t1時刻之后，R1兩端的電壓為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在水平放置的兩條平行光滑直導(dǎo)軌上有一垂直其放置的金屬棒ab，勻強(qiáng)磁場與軌道平面垂直，磁場方向如圖所示，導(dǎo)軌接有兩定值電阻及電阻箱R，R1＝5 Ω，R2＝6 Ω，其余電阻不計．電路中的電壓表量程為0～10 V，電流表的量程為0～3 A，現(xiàn)將R調(diào)至30 Ω，用F＝40 N的水平向右的力使ab垂直導(dǎo)軌向右平移，當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩電表中有一表正好達(dá)到滿偏，而另一表未達(dá)到滿偏．則下列說法正確的是（ ）

A.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，電流表滿偏

B.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，電壓表滿偏

C.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒ab的速度是1 m/s

D.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒ab的速度是2 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖甲為其結(jié)構(gòu)示意圖圖中N、S是一對固定的磁極，abod為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈，轉(zhuǎn)軸過be的中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖乙所示當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動設(shè)線圈由匝的導(dǎo)線組成，每匝線圈圍成的面積，磁極間的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，自行車車輪的半徑，小齒輪的半徑，大齒輪的半徑.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪的角速度為多大時才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值？（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動）

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