题目内容

如图所示，两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R．整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度V2向下匀速运动．重力加速度为g．以下说法正确的是（　　）
A．ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B2L2V1
2R
B．cd杆所受摩擦力为零
C．回路中的电流强度为BL
(V1+V2)
2R
D．μ与V1大小的关系为μ=
2mgR
B2L2v1

由右手定则可知，回路中感应电流方向为：abdca，
感应电流大小：I=
BLv1
2R
 ①
导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：BIL+μmg=F②
导体棒cd运动时，受到向右的安培力，的摩擦力不为零，
cd受到摩擦力和重力平衡，由平衡条件得：μBIL=mg ③
联立以上各式解得：F=μmg+
B2L2v1
2R
，μ=
2mgR
B2L2v1
，故AD正确，BC错误．
故选：AD．
练习册系列答案
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如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2：1．均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时（　　）
A．A中无感应电流
B．A、B中均有恒定的感应电流
C．A、B中感应电动势之比为2：1
D．A、B中感应电流之比为1：2
如图所示，让闭合矩形线圈abcd从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场，从bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间里，图5所示的四个V-t图象中，肯定不能表示线圈运动情况的是（　　）
A．B．C．D．
如图所示，在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合．线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R．现将用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行．求线框被拉出磁场的过程中：
（1）通过线框的电流；
（2）线框中产生的焦耳热；
（3）线框中a、b两点间的电压大小．
如图所示．水平放置的足够长光滑金属导轨ab、cd处于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨平面垂直．质量为m、电阻为R的金属棒ef静止于导轨上．导轨的另一端经过开关S与平行板电容器相连，开始时，开关打开，电容器上板带正电，带电量为Q．现闭合开关S，金属棒开始运动，则下列说法正确的有（　　）
A．电容器所带电量逐渐减少，最后变为零
B．电容器两板问场强逐渐减小，最后保持一个定值不变
C．金属棒中电流先增大后减小，最后减为零
D．金属棒的速度逐渐增大，最后保持一个定值不变
如图所示，MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属导轨，其电阻忽略不计．空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒ab、cd垂直于导轨放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L．与导轨平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力Tm=2mgsinθ．今将cd棒由静止释放，则细线被拉断时，cd棒的（　　）
A．速度大小是
2mgrsinθ
B2L2
B．速度大小是
mgrsinθ
B2L2
C．加速度大小是2gsinθ
D．加速度大小是0
如图甲所示，MN、PQ为间距l=1m足够长的f行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面问的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一质量为m=O.1kg电阻未知的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，没金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2），求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ．
（2）cd离NQ的距离x．
（3）金属捧滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量．
如图所示，有界匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度为3m．一正方形属框边长L=1m，每边电阻为0.2Ω，金属框以10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线向垂直．则金属框穿过磁场区域的过程中，金属框内的感应电流的最大值为（　　）
A．1.5AB．2.0AC．2.5AD．3.5A
如图所示，宽度为L=0.40m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=2.0Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T．一根质量为m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=0.50m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率；
（3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个运动过程中电阻R上产生的热量．

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