如圖所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌,處在方向豎直向下,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,AB間距為L,左右兩端均接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m、長為L且不計電阻的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,并與輕質(zhì)彈簧組成彈簧振動系統(tǒng).開始時,彈簧處于自然長度,導(dǎo)體棒MN具有水平向左的初速度v0,經(jīng)過一段時間,導(dǎo)體棒MN第一次運動到最右端,這一過程中AB間R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,則( 。
A.初始時刻棒所受的安培力大小為
2B2L2v0
R
B.當(dāng)棒再一次回到初始位置時,AB間電阻的熱功率為
B2L2
v20
R
C.當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時,彈簧具有的彈性勢能為
1
2
mv02-2Q
D.當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時,彈簧具有的彈性勢能為
1
2
mv02-6Q

A、由F=BIL、I=
BLv0
R
,R=
1
2
R
,得初始時刻棒所受的安培力大小為 FA=
2B2L2v0
R
.故A正確;
B、由于回路中產(chǎn)生焦耳熱,棒和彈簧的機械能有損失,所以當(dāng)棒再次回到初始位置時,速度小于v0,棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E<BLv0,由電功率公式P=
E2
R
知,則AB間電阻R的功率小于
B2L2
v20
R
,故B錯誤;
C、D、由能量守恒得知,當(dāng)棒第一次達(dá)到最右端時,物體的機械能全部轉(zhuǎn)化為整個回路中的焦耳熱和彈簧的彈性勢能.
電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為2Q.彈簧的彈性勢能為:Ep=
1
2
mv02-2Q,故C正確,D錯誤;
故選:AC.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

法拉第發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象,不僅推動了電磁理論的發(fā)展,而且推動了電磁技術(shù)的發(fā)展,引領(lǐng)人類進(jìn)入了電氣時代.下列哪些器件工作時與磁生電的現(xiàn)象有關(guān)(      )
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖12-2-6所示,半徑為R、單位長度電阻為λ的均勻?qū)w圓環(huán)固定在水平面上,圓環(huán)中心為O.勻強磁場垂直水平面方向向下,磁感強度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿,沿垂直于桿的方向向右運動.桿的電阻可以忽略不計,桿與圓環(huán)接觸良好,某時刻,桿的位置如圖,,速度為,求此時刻作用在桿上安培力的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,無限長金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為θ=53°的光滑絕緣斜面上,軌道間距L="1" m,底部接入一阻值為R="0.4" Ω的定值電阻,上端開口.垂直斜面向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B="2" T.一質(zhì)量為m="0.5" kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2,ab連入導(dǎo)軌間的電阻r="0.1" Ω,電路中其余電阻不計.現(xiàn)用一質(zhì)量為M="2.86" kg的物體通過一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與ab相連.由靜止釋放M,不計空氣阻力,當(dāng)M下落高度h="2.0" m時,ab開始勻速運動(運動中ab始終垂直導(dǎo)軌,并接觸良好).

(1)求ab棒沿斜面向上運動的最大速度.
(2)ab棒從開始運動到勻速運動的這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱和流過電阻R的總電荷量是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下圖中所標(biāo)的導(dǎo)體棒的長度為L,處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,棒運動的速度均為v,產(chǎn)生的電動勢為BLv的是                                  (      )
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖甲所示,閉合矩形線圈abcd平面與勻強磁場垂直,磁感應(yīng)強度隨時間按乙圖所示規(guī)律變化.假設(shè)規(guī)定垂直紙面向里方向為磁場的正方向,由b指a方向為感應(yīng)電流的正方向,向下方向為安培力的正方向,則關(guān)于ab邊中感應(yīng)電流I、安培力F隨時間變化關(guān)系圖象正確的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于感應(yīng)電動勢的說法中正確的是(  )
A.回路中磁通量為零,感應(yīng)電動勢也為零
B.回路中沒有感應(yīng)電流,也就沒有感應(yīng)電動勢
C.沒有閉合回路就沒有感應(yīng)電動勢
D.回路中磁通量的變化率不變,感應(yīng)電動勢也不變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,帶有微小開口(開口長度可忽略)的單匝線圈處于垂直紙面向里的勻強磁場中,線圈的直徑為d=
2
π
m,電阻r=2Ω,開口處AB通過導(dǎo)線與電阻R=8Ω相連,已知磁場隨時間的變化圖象如乙圖所示,求:
(1)線圈AB兩端的電壓大小為多少?
(2)在前2秒內(nèi)電阻R上的發(fā)熱量Q為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩個互相連接的金屬圓環(huán)用同樣規(guī)格、同種材料的導(dǎo)線制成,大環(huán)半徑是小環(huán)半徑的4倍.若穿過大環(huán)磁場不變,小環(huán)磁場的磁通量變化率為K時,其路端電壓為U;若小環(huán)磁場不變,大環(huán)磁場的磁感應(yīng)強度變化率也為K時,其路端電壓為(  )
A.UB.
U
2
C.
U
4
D.4U

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