题目内容

如图所示．电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计质最为m的水平放置的导体棒，棒的两端分别与竖直放置的ab、cd框保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后（　　）
A．导体棒ef的加速度一定大于g
B．导体棒ef的加速度一定小于g
C．导体棒ef最终速度跟S闭合的时刻无关
D．导体棒ef的机械能与回路内产生的内能之和一定守恒


A、B、当ef从静止下滑一段时间后闭合S，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于2mg，合力向上，由牛顿第二定律得知，ef的加速度大小大于g，若安培力小于mg，则ef的加速度大小可能小于g，若安培力等于mg，则ef加速度为零，ef做匀速直线运动，故AB错误；
C、闭合S，经过一段时间后，ef棒达到稳定速度时一定做匀速运动，由平衡条件得：mg=BIL=B
BLv
R
L，则得：v=
mgR
B2L2
，可见稳定时速度v是定值，与开关闭合的先后无关，故C正确；
D、在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的内能之和一定守恒，故D正确．
故选：CD．
练习册系列答案
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如图所示，一正方形线圈从某一高度自由下落，恰好匀速进入其下方的匀强磁场区域．已知正方形线圈质量为m，边长为L，电阻为R，匀强磁场的磁感应强度为B，高度为2L，求：
（1）线圈进入磁场时回路产生的感应电流I1的大小和方向；
（2）线圈离开磁场过程中通过横截面的电荷量q；
（3）线圈下边缘刚离开磁场时线圈的速度v的大小．
如图所示，先后以速度v1和v2把一矩形线圈匀速拉出有界的匀强磁场区域，若v2=2v1，则在先后两种情况下，下列说法正确的是（　　）
A．线圈中的感应电流之比I1：I2=2：1
B．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2=1：4
C．作用在线圈上的外力大小之比F1：F2=1：2
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2=1：2
不计电阻的光滑平行轨道EFG、PMN构成相互垂直的L型，磁感应强度为B的匀强磁场方向与水平的EFMP平面夹角θ（θ＜45°）斜向上，金属棒ab、cd的质量均为m、长均为L、电阻均为R．ab、cd由细线通过角顶处的光滑定滑轮连接，细线质量不计，ab、cd与轨道正交，已知重力加速度为g．
（1）求金属棒的最大速度vmax；
（2）当金属棒速度为v时，且v小于最大速度vmax时，求机械能损失的功率P1和电阻的发热功率P2．
如图所示，导体棒ab可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动，整个装置处于匀强磁场中，除R外其他电阻均不计，则导体棒ab下落过程中（　　）
A．金属棒的机械能守恒
B．棒达到稳定速度以前，电阻R增加的内能由焦耳定律Q=I2Rt求解
C．棒达到稳定速度以后，减少的重力势能全部转化为电阻R增加的内能
D．棒达到稳定速度以前，减少的重力势能全部转化为棒增加的动能和电阻R增加的内能
如图所示，直径为L的半圆形硬导体PQ以速度v在水平U形导体框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度大小为B，导体框架中接入定值电阻，阻值为R0，半圆形硬导体PQ的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体PQ切割磁感线产生的感应电动势大小及P、Q之间的电势差分别为（　　）
A．BLv；BLvB．BLv；
BLvr
R0+r
C．BLv；
BLvR0
R0+r
D．
πBLv
2
；
πBLvR0
2(R0+r)
如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中．平行导轨的宽度d=0.3m，定值电阻R=0.5Ω．在外力F作用下，导体棒ab以v=20m/s的速度沿着导轨向左匀速运动．导体棒和导轨的电阻不计．求：
（1）通过R的感应电流大小；
（2）外力F的大小．
如图所示，两根水平放置的平行光滑导轨上，有两根可以移动的、垂直导轨的导体棒ab和cd，导轨的间距为25cm，ab棒和cd棒的阻值均为2Ω，导轨的电阻不计．现将cd棒用一根绝缘细绳水平拉住，细绳所能承受的最大拉力为2N．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为4T．今在棒ab上作用一个与导轨平行向右的恒力F，直到细绳被拉断．则细绳被拉断时，求：
（1）cd棒中电流强度的大小
（2）ab棒的速度大小．
如图所示水平放置的两平行金属板相距为d，金属板与两平行金属导轨相连，导轨间距为L，匀强磁场与导轨平面垂直，磁场的磁感应强度为B，由于导轨上有一导体棒在运动，导致平行板间有一质量为m，电荷量为-q的液滴处于静止状态．求：
（1）导体ab两端的电压；
（2）导体ab的速度大小和方向．

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