题目内容
12．
如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．一质量为m、电阻为R的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略．下列说法正确的是（ ）| A． | 电阻R消耗的功率P=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{2R}$ | B． | 电阻R消耗的功率P=μmgv | ||
| C． | 水平外力的大小F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$+μmg | D． | 水平外力的大小F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$-μmg |
分析 （1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电流的大小．由公式P=I2R求出电阻R的功率．
（2）导体棒匀速向右滑动时，水平外力与安培力和摩擦力的和是平衡力，根据平衡条件求解水平外力F的大小．
解答 解：根据法拉第电磁感应定律有：E=BvL…①
则导体棒中的电流大小为：$I=\frac{E}{R}$…②
电阻R消耗的功率：P=I2R…③
联立②③可解得：P=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$，所以AB错误；
由于导体棒ab匀速运动，故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和，则水平外力：
F=μmg+F安 …⑤
安培力：${F}_{安}=BIL=B•\frac{BLv}{R}L$
拉力：F=$μmg+\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，所以C正确，D错误；
故选：C
点评 本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，安培力是联系力与电磁感应的桥梁，安培力经验公式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$是常用的式子．
练习册系列答案
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在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中．
20．
如图甲是阻值为5Ω的线圈与阻值为15Ω的电阻R构成的回路．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则（ ）
如图甲是阻值为5Ω的线圈与阻值为15Ω的电阻R构成的回路．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则（ ）| A． | 电压表的示数为10$\sqrt{2}$ V | |
| B． | 通过电阻R的电流为$\frac{\sqrt{2}}{2}$ A | |
| C． | 电阻R上消耗的功率为3.75 W | |
| D． | 通过电阻的电流方向每秒变化100次 |
7．下列说法中正确的是（ ）
| A． | 均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场 | |
| B． | 电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直 | |
| C． | 电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线 | |
| D． | 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 |
17．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知（ ）
| A． | 该交流电的频率为25 Hz | |
| B． | 该交流电的电压的有效值为100$\sqrt{2}$V | |
| C． | 该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）V | |
| D． | 若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率时50 W |
4．一物块置于水平地面上，在20N水平拉力作用下向前移动了6m，水平拉力对物块所做的功是（ ）
| A． | 80J | B． | 100J | C． | 120J | D． | 200J |
如图所示电路，电阻R1=2Ω，R2=10Ω，R3=3Ω．保持S1闭合，S2接通和断开时电源的总功率之比为9：5，则电源的内电阻为0.3Ω，S2接通和断开时电流表的示数之比为9：4．
如图，质量为2kg的木块静止在水平地面上的P点，用水平恒力F拉动，拉力F做了12J的功后撤去F，最后木块滑行到Q点停止运动，已知P、Q两点间的距离为3m，全过程所用的时间为3s，求：