10.如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置,其下端連接一個(gè)定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面,將ab棒在導(dǎo)軌上無(wú)初速度釋放,當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),速度為v,電阻R上消耗的功率為P.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì).下列判斷正確的是( 。
A.導(dǎo)體棒的a端比b端電勢(shì)低
B.ab棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)
C.若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍,其他條件不變,則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速度將變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{1}{2}$
D.若換成一根質(zhì)量為原來(lái)2倍的導(dǎo)體棒,其他條件不變,則當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)電阻R上消耗的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

分析 根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向,即可分析電勢(shì)的高低.根據(jù)左手定則判斷安培力的方向,通過(guò)速度的變化,得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化,判斷感應(yīng)電流的變化,從而得出安培力的變化.根據(jù)能量守恒判斷機(jī)械能的變化,根據(jù)克服安培力做功與產(chǎn)生的電能關(guān)系判斷安培力做功與燈泡消耗電能的關(guān)系.

解答 解:A、導(dǎo)體棒ab下滑過(guò)程中,由右手定則判斷感應(yīng)電流I在導(dǎo)體棒ab中從b到a,電源內(nèi)部電流由低電勢(shì)到高電勢(shì),則a端比b端電勢(shì)高,故A錯(cuò)誤;
B、導(dǎo)體棒ab開(kāi)始下滑時(shí)速度增大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,感應(yīng)電流增大,安培力增大,如果導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),當(dāng)F=BIL=mgsinθ時(shí)達(dá)到最大速度,之后做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不再增大,安培力不變,因此ab棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),故B正確;
C、穩(wěn)定時(shí),有 mgsinθ•vm=$\frac{(BL{v}_{m})^{2}}{R}$,得穩(wěn)定時(shí)的速度,即最大速度為 vm=$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$,可知磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍,其他條件不變,則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速度將變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{1}{4}$,故C錯(cuò)誤;
D、穩(wěn)定時(shí),電阻R上消耗的功率 P=mgsinθ•vm=mgsinθ•$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}Rsi{n}^{2}θ}{{B}^{2}{L}^{2}}$,則知換成一根質(zhì)量為原來(lái)2倍的導(dǎo)體棒,其他條件不變,則導(dǎo)體棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)R的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍.故D正確.
故選:BD.

點(diǎn)評(píng) 解決這類導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流問(wèn)題的關(guān)鍵時(shí)分析導(dǎo)體棒受力,進(jìn)一步確定其運(yùn)動(dòng)性質(zhì),并明確判斷過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化及功能關(guān)系如安培力做負(fù)功量度了電能的產(chǎn)生,克服安培力做多少功,就有多少電能產(chǎn)生.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上,木塊右端連著一根輕彈簧,如圖所示,現(xiàn)用水平向右的恒力F拉彈簧右端使木塊向右加速到速度v,則此過(guò)程中F做的功( 。
A.等于$\frac{1}{2}$mv2B.小于$\frac{1}{2}$mv2C.大于$\frac{1}{2}$mv2D.以上都不對(duì)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示是一個(gè)透明圓柱的橫截面,其半徑為R,折射率是$\sqrt{3}$,AB是一條直徑.今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體.若一條入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過(guò)B點(diǎn),則這條入射光線到AB的距離是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

18.在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,記錄了如圖所示的一段軌跡ABC.已知物體是由原點(diǎn)O水平拋出的,C點(diǎn)的坐標(biāo)為(60,45),則平拋物體的初速度為v0=2m/s,物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大小為vB=$2\sqrt{2}$m/s,該物體運(yùn)動(dòng)的軌跡為一條拋物線,其軌跡方程為y=1.25x2.(取g=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖所示,在空間中存在著方向?yàn)樗椒较虻膭驈?qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B.一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的微粒從圖中的a處由靜止釋放,它運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中的曲線所示,其中b點(diǎn)為軌跡的最低點(diǎn),c與a點(diǎn)在同一水平面內(nèi),此后將重復(fù)這一階段的運(yùn)動(dòng).下面關(guān)于最低點(diǎn)b的說(shuō)法中不正確的是( 。
A.微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度方向?yàn)樗椒较?/td>
B.微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與重力大小相等而方向相反
C.微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度大于$\frac{mg}{Bq}$
D.微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能與動(dòng)能之和等于在a點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)s=1.15m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75m,導(dǎo)軌與水平面的傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上.阻值r=0.5Ω、質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,從導(dǎo)軌上端ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端,在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr=0.1J.取g=10m/s2.試求:
(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力做的功.
(2)金屬棒下滑過(guò)程中速度v=2m/s時(shí)的加速度.
(3)金屬棒下滑的最大速度.(計(jì)算結(jié)果可保留根號(hào))

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.如圖所示的電路中,A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡,L是自感系數(shù)很大的線圈,其電阻與R相等,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.在斷開(kāi)S2的情況下,若突然閉合S1時(shí),A、B燈均逐漸亮起來(lái)
B.在閉合S2的情況下,若突然閉合S1時(shí),A燈立即發(fā)光,B燈逐漸亮起來(lái)
C.閉合S1、S2待電路穩(wěn)定后,若突然斷開(kāi)S1,則A、B燈均不會(huì)立即熄滅
D.閉合S1、S2待電路穩(wěn)定后,若突然斷開(kāi)S1,則A燈不會(huì)立即熄滅,而B燈立即熄滅

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.從地面豎直上拋一質(zhì)量為m的物體,初速度為v0,不計(jì)空氣阻力,以地面為零勢(shì)能參考面,當(dāng)物體的重力勢(shì)能是其動(dòng)能的3倍時(shí),物體離地面的高度為( 。
A.$\frac{3{{v}_{0}}^{2}}{4g}$B.$\frac{3{{v}_{0}}^{2}}{8g}$C.$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{8g}$D.$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.如圖所示,光滑導(dǎo)軌COAB水平放置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放置在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒EF從O點(diǎn)開(kāi)始在外力F的作用下沿導(dǎo)軌向右作勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為v,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,平行導(dǎo)軌寬度與導(dǎo)體棒長(zhǎng)度都為l,圖中α=45°,導(dǎo)軌OD部分與導(dǎo)體棒EF粗細(xì)相同,且由同種材料制成,單位長(zhǎng)度電阻都為ρ,其余部分電阻不計(jì).求:
(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到距O點(diǎn)距離為$\frac{1}{2}$l時(shí),通過(guò)導(dǎo)體棒的電流;
(2)在0~$\frac{l}{v}$時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)體棒某一橫截面的電量q;
(3)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)了2l的過(guò)程中,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒共產(chǎn)生多少焦耳熱.

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