12．如圖所示，足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)的光滑 平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，間距為L(zhǎng)=0.5m，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為R=0.40Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻不計(jì)的金屬棒ab垂直緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，經(jīng)過一段時(shí)間金屬棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這段時(shí)間內(nèi)通過R的電荷量為0.3C，則在這一過程中（g=10m/s2）（　�。�
A．安培力最大值為0.05 NB．這段時(shí)間內(nèi)下降的高度1.2 m
C．重力最大功率為0.1 WD．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為0.04 J

分析 當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平衡此時(shí)安培力最大等于重力；根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，歐姆定律，電流定義式可求解電荷量，已知電荷量可求解桿下落高度；
由功率公式可求解重力最大功率；根據(jù)能量守恒可求解焦耳熱．

解答 解：A．當(dāng)金屬棒勻速下落時(shí)，受力平衡此時(shí)安培力最大，大小為F=mg=0.1N，故A錯(cuò)誤；
B．通過電阻電荷量$q=I△t=\frac{E}{R}△t=\frac{△∅}{△t}\frac{1}{R}△t=\frac{BLh}{R}$，則金屬棒下落高度$h=\frac{qR}{BL}=1.2m$，故B正確；
C．金屬棒勻速勻速時(shí)速度最大，此時(shí)安培力等于重力，則$F=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}=mg$，
   則金屬棒最大速度$v=\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}=4m/s$
   重力的最大功率P=mgv=0.4W，故C錯(cuò)誤；
D．由能量守恒定律電阻產(chǎn)生的焦耳熱：$Q=mgh-\frac{1}{2}m{v}^{2}=0.04J$，故D正確；
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 注意金屬棒先做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)過程中重力勢(shì)能減少轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和焦耳熱．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．2017年4月1日，世界鐵人三項(xiàng)IR0NMAN70.3中國(guó)揭幕戰(zhàn)在廣西柳州市拉開序幕．其中跑步比賽路線為：起點(diǎn)窯埠古鎮(zhèn)→蟠龍路→東堤路→壺東大橋→濱江東路→在文昌大橋西橋底折返→沿原路返回終點(diǎn)窯埠古鎮(zhèn)（跑兩圈），共計(jì)沿柳江河岸跑步21.2km．下面有關(guān)敘述正確的是（　　）
A．所有跑完全程的運(yùn)動(dòng)員的平均速度均為0
B．跑完全程用時(shí)最短的運(yùn)動(dòng)員平均速度最大
C．運(yùn)動(dòng)員跑完全程的路程為0
D．運(yùn)動(dòng)員跑完全程的位移為21.2km

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．如圖所示，在足夠高的水平桌面上放置兩條相距L的平行且無限長(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌ab和cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連，其余電路電阻不計(jì)，金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)．整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．滑桿的中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)足夠長(zhǎng)的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)，現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g表示重力加速度，設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為f，則在物體下落過程中（　�。�
A．物體的最終速度$\frac{（mg-f）R}{BL}$
B．物體的最終速度$\frac{{I}^{2}R}{mg-f}$
C．穩(wěn)定后物體重力的功率I2R
D．物體重力的最大功率為$\frac{mg（mg-f）R}{{B}^{2}{L}^{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．如圖所示，先后以速度v1和v2（v1=2v2），勻速地把同一線圈從同一位置拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過程中，在先后兩種情況下，
（1）線圈中的電量之比為1：1
（2）線圈產(chǎn)生的熱量之比為2：1
（3）易混點(diǎn)辨析：分析（1）的問題，歸納電量的決定因素磁通量的變化量與線圈電阻．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，可看作質(zhì)點(diǎn)的物體從光滑斜面的頂端a以某初速度水平拋出，落在斜面底端b，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，合外力做功為W1，合外力的沖量大小為I1，若物體從a點(diǎn)由靜止釋放，沿斜面下滑，物體經(jīng)過時(shí)間2t到達(dá)b，合外力做功為W2，合外力的沖量大小為I2，不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是（　�。�
A．W1：W2=1：1
B．I1：I2=1：2
C．斜面與水平面的夾角為30°
D．物體水平拋出到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向夾角為60°

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，受到安培力的大小為F，此時(shí)（　　）
A．電阻R2的電熱功率為$\frac{Fv}{6}$
B．電阻R1的電熱功率為$\frac{Fv}{3}$
C．整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為Fv
D．整個(gè)裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為μmgvcosθ

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

4．如圖所示，兩根彼此平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，其水平部分足夠長(zhǎng)且處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)將質(zhì)量為m1的導(dǎo)體棒ab放置于導(dǎo)軌的水平段，將質(zhì)量為m2導(dǎo)體棒cd從導(dǎo)軌的圓弧部分距水平段高為h的位置由靜止釋放．已知導(dǎo)體棒ad、cd接入電路的有效電阻分別為R1和R2其他部分電阻不計(jì)，整個(gè)過程中兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且未發(fā)生碰撞，重力加速度力g．求：
（1）導(dǎo)體棒ab、cd最終速度的大��；
（2）導(dǎo)體棒ab所產(chǎn)生的熱量Q1．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊大于bc邊，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次分別在相同拉力作用下勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，方向均垂直于MN．第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)．線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；拉力功率為p1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)．線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，拉力功率為p2，則（　�。�
A．Q1＞Q2，q1=q2，p1＞p2B．Q1＞Q2，q1=q2，p1＜p2
C．Q1＜Q2，q1=q2，p1＜p2D．Q1＜Q2，q1＞q2，p1＞p2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．據(jù)悉我國(guó)第二艘國(guó)產(chǎn)航母將采用蒸汽彈射器起飛，已知艦載機(jī)質(zhì)量為3.2×104kg，起飛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為2×105N，彈射器有效作用長(zhǎng)度為50m，推力恒定，蒸汽彈射器一次彈射做功W=9×107J，彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，以下說法正確的是（　　）
A．彈射器的推力大小為1.6×106N
B．艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為62.5m/s2
C．艦載機(jī)在彈射過程中的動(dòng)能增加了1×108J
D．艦載機(jī)速度為30m/s時(shí)，彈射器推力的功率為5.4×107W

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