题目内容

如图，光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成，水平部分足够长且处在竖直向下的匀强磁场中，右端接一电源（电动势为E，内阻为r）．一电阻为R的金属杆PQ水平横跨在导轨的倾斜部分，从某一高度由静止释放，金属杆PQ进入磁场后的运动过程中，速度时间图象不可能是下图中的哪一个？（导轨电阻不计）（　　）
A．B．C．D．

金属杆PQ进入磁场后切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则判断得知，感应电动势的方向与电源的电动势方向相反．
A、若杆PQ产生的感应电动势与电源的电动势大小相等时，回路中总电动势为零，电路中没有电流，金属杆不受安培力，做匀速直线运动，故A是可能的；
B、若杆PQ产生的感应电动势小于电源的电动势大小，杆中电流方向从P到Q，所受的安培力方向向右，将做加速运动，随着速度增加，棒产生的感应电动势增加，回路中总的电动势增加，电流减小，棒所受的安培力减小，加速度随之减小，可知v-t图象的斜率减小，故B是可能的；
C、D若杆PQ产生的感应电动势大于电源的电动势大小，杆中电流方向从Q到P，所受的安培力方向向左，将做减速运动，随着速度减小，棒产生的感应电动势减小，回路中总的电动势减小，电流减小，棒所受的安培力减小，加速度随之减小，可知v-t图象的斜率减小，故C是不可能，D是可能的，
本题选不可能的，故选：C．
练习册系列答案
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如图甲所示，两根足够长的平行导轨处在与水平方向成θ角的斜面上，θ=370，导轨电阻不计，间距L=0.3m．在斜面上加有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场．导轨底端接一个阻值R=1Ω的电阻．质量m=1kg、电阻r=2Ω的金属棒ab横跨在平行导轨间，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒从距底端高为h1=2.0m处以平行于导轨向上的初速度v0=10m/s上滑，滑至最高点时高度为h2=3.2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．
（1）求ab棒上升至最高点的过程中，通过电阻R的电量q和电阻R产生的焦耳热Q．
（2）若ab棒固定在导轨上的初始位置，磁场按图乙所示规律变化（2.5×10-2～7.5×10-2s内是正弦规律变化），电阻R在一个周期内产生的焦耳热为Q=5J，取π2=10，求B0．
如图所示，有导线ab长0.2m，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以3m/s的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线，运动方向跟磁感线及直导线均垂直，则导线中的感应电动势大小为（　　）
A．3.00VB．0.60VC．0.40VD．0.20V
如图所示，在倾角θ=30°，相距L=1m的光滑轨道上端连有一电阻R=9Ω，整个轨道处于垂直轨道方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，现在轨道上由静止释放一质量m=100g，电阻r=lΩ的金属棒，当棒下滑s=5m时恰好达到最大速度，不计导轨电阻．求：
（1）棒下滑的最大速度．
（2）电路在这个过程中产生的热量．
如图所示，导线ab=bc=L，今使导线abc在磁感应强度为B的匀强磁场中，以速度v平行纸面水平向右运动，则ab间的电势差Uab=______；ac间的电势差Uac______．
如图所示，直角三角形ABC是由同种金属材料制成的线框，线框位于跟有界匀强磁场垂直的平面内．现用外力将线框ABC匀速向右拉进磁场，至AB边进入磁场前，设线框中产生的感应电动势为E、AB两点间的电势差为U、线框受安培力的合力为F、回路中消耗的电功率为P，则与这一过程相符合的各物理量与图示位移的关系图象是（　　）
A．B．C．D．
如图，平行金属导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，导轨间分布着匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面．一根长金属棒与导轨成θ角放置（棒与导轨的电阻不计），当金属棒以恒定速度v在金属导轨上滑行时（速度方向如图示），通过电阻的电流是（　　）
A．
Bdv
Rsinθ
B．
Bdv
R
C．
Bdvsinθ
R
D．
Bdvcosθ
R
如图所示，空间存在有界磁场I和Ⅱ，其中磁场I上下边界间距为4L，方向垂直纸面向里，大小为B，磁场Ⅱ的上边界与磁场I的下边界重合，磁场Ⅱ的宽度为2L，方向垂直纸面向外，大小也为B．一质量为m，边长为L的金属线框以某一竖直速度v0从磁场I的上边界进入磁场时恰好匀速运动，线框从磁场I进入磁场Ⅱ的过程中线框再次达到匀速运动，最后线框下边界刚离开磁场Ⅱ时恰好又一次开始匀速运动，则（　　）
A．线圈下边刚进入磁场Ⅱ时的速度最大
B．线圈上边离开磁场Ⅱ时的速度v2＞v0
C．线圈下边到达磁场I的下边界时的速度大小为v1=
2
3
gl
D．线圈在从磁场I进入磁场Ⅱ的过程中机械能减少了5mgL
如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN．缓冲车的底部，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B．导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L．假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计．
（1）求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小；
（2）若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？
（3）若缓冲车以某一速度
v′0
（未知）与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，缓冲车厢所受的最大水平磁场力为Fm．缓冲车在滑块K停下后，其速度v随位移x的变化规律满足：v=
v′0
-
n2B2L2
mR
x．要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障碍物C碰撞前，导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大？

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