题目内容
如图所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,AB间距离为L,左右两端均接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上,甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与MN棒中点固定连接,另一端均被固定,MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触,导轨与MN棒的电阻均忽略不计.初始时刻,两弹簧恰好处于自然长度,MN棒具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,MN棒第一次运动至最右端,这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q,则( )
A.初始时刻棒受到安培力大小为 |
B.从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生焦耳热小于 |
C.当棒再次回到初始位置时,AB间电阻R的功率小于 |
D.当棒第一次到达最右端时,甲弹簧具有的弹性势能为mv20-Q |
ACD
解析试题分析:初始时刻棒受到的力的作用,应该考虑到初始时刻弹簧没有形变,此时棒受力应为安培力,棒产生的感应电动势为E=BLv0,整个回路由棒以及两个并联的阻值为R的电阻组成,所以电流为,则安培力为
,所以A正确;B项不能定量计算,但是可以通过定性分析得出将棒向左开始运动运动到最右端分为3个过程,过程一,从初始位置到最左端,过程二,从最左端回到初始位置,过程三,从初始位置到最右端,在整个过程中,不断有动能转化成焦耳热,所以动能不断减小,速度也就不断减小,所以第一个过程产生的焦耳热应该大于整个过程产生的焦耳热的
,而整个过程中AB间电阻和CD间电阻产生焦耳热一样多,总量为2Q,所以,第一个过程产生的焦耳热Q1>
,故B错误;C中由于动能减少,再回到初始位置时的速度应小于开始运动的初速度,所以此时AB间电阻的功率P<P0,
,所以C正确;D项用能量的观点来说明,当棒到达最右端时,所有的动能都转化成了焦耳热和弹簧的弹性势能,整个回路产生的焦耳热为2Q,又由两根弹簧形变量相同,能量在转化过程中总量守恒,所以甲弹簧的弹性势能为Ep=mv20-Q,故D正确,所以该题答案为ACD。
考点:本题考查了电磁感应中的能量转化
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如图,导体棒在匀强磁场中做切割磁感线运动,下列说法正确的是
A.导体做切割磁感线运动产生动生电动势 |
B.导体棒中的自由电荷因受洛伦兹力而定向移动 |
C.导体棒中的自由电荷因受感生电场作用而定向移动 |
D.导体棒中的自由电荷热运动的速度为V0 |
如图所示,线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现将线圈沿轴线由A点平移到B点,穿过线圈磁通量的变化情况是( )
A.变大 | B.变小 |
C.不变 | D.先变大,后变小 |
下列关于磁通量的说法,正确的是( )
A.在匀强磁场中,穿过某一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 |
B.磁通量是矢量,其正负表示方向 |
C.磁通量是形象描述穿过某一个面的磁感线条数的物理量 |
D.磁通量越大,磁通量的变化就越快 |
在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm2.螺线管导线电阻r= 1.0Ω,R1 = 4.0Ω,R2 = 5.0Ω,C=30μF.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化.则下列说法中正确的是( )
A.螺线管中产生的感应电动势为1.2V |
B.闭合S,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 |
C.电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为5×10-2 W |
D.S断开后,流经R2的电量为1.8×10-5C |
如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中有感应电流的是( )
A.将电键突然断开的瞬间 |
B.通电过程中,使变阻器的滑片P作匀速移动 |
C.通电过程中,使变阻器的滑片P作加速移动 |
D.线圈中通以恒定的电流 |
如图,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,能使圆环中产生感应电流的做法是
A.使匀强磁场均匀减少 |
B.保持圆环水平并在磁场中上下移动 |
C.保持圆环水平并在磁场中左右移动 |
D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动 |
绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起,之后保持电键闭合,则 ( )
A.铝环不断升高 |
B.铝环停留在某一高度 |
C.铝环跳起到某一高度后将回落 |
D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变 |