题目内容

11．如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向外．有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等．金属环的总电阻为R，导轨的电阻忽略不计，当金属环向右做匀速运动时（　　）
A．因通过圆环的磁通量不变，故圆环中没有感应电流
B．M、P两点间的电压为Bdv
C．M、P两点间的电压为$\frac{4Bdv}{5}$
D．电阻R消耗的电功率为$\frac{16{d}^{2}{B}^{2}{v}^{2}}{25R}$

分析 根据楞次定律判断是否有电流产生；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流大小，再根据U=IR求解MP两点电压；根据P=I2R求解电功率．

解答 解：A、当金属圆环运动时，相当于电源．即两个电动势相等的电源并联，向右切割磁感应线运动时，回路中产生逆时针方向的电流，故A错误；
BC、根据法拉第电磁感应定律，则电路中电动势为：E=Bdv，圆环并联的电阻为r=$\frac{R}{2}×\frac{1}{2}=\frac{R}{4}$，根据闭合电路欧姆定律，则通过电阻电流的大小为：I=$\frac{E}{R+r}=\frac{4BLv}{5R}$，所以M、P两点间的电压U=IR=$\frac{4BLv}{5}$，故B错误、C正确；
D、根据电功率计算公式可得P=I2R，解得电阻R消耗的电功率为$\frac{16{d}^{2}{B}^{2}{v}^{2}}{25R}$，故D正确．
故选：CD．

点评 对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况画出电路图，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解．

练习册系列答案
相关题目
1．用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验．
（1）除了图中所示的器材外，下列器材哪个是完成该实验所必须的D？
A．秒表     B．刻度尺     C．天平
（2）按照正确的操作得到如图2所示的纸带．其中打O点时释放重物，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点．O点到A、B、C距离分别为h1、h2、h3．已知电源频率为f，重物质量为m，当地重力加速度为g．则OB段动能增加量为$\frac{1}{32}$m（h3-h1）2f2，重力势能减少量为mgh2．如果在误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量，即可验证机械能守恒．
（3）某同学想在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．该同学的判断依据是否正确不正确．
2．质量分别为2m和m的A、B 两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其V-t图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．F1和F2大小相等
B．F1和F2对A、B做功之比为2：1
C．A、B所受摩擦力大小相等
D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1：1
19．a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（　　）
A．a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
B．用同一干涉装置可看到a光的干涉条纹间距比b光宽
C．在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度
D．如果a光能使某种金属发生光电效应，b光也一定能使该金属发生光电效应
6．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻波的图象如图所示，此时刻，波上A、B、C、D四个质点的位移相同，此后，质点A经过时间0.2s第一次回到图示位置，质点D经过时间0.8s第一次回到图示位置．则（　　）
A．波速为5m/s
B．波沿x轴负方向传播
C．t=1.2s时刻，质点C在图示位置
D．t=2.2s时刻，质点B速度方向是y轴负方向
16．如图所示，在斜面上固定一光滑平行导轨，现加一垂直斜面向下的匀强磁场，将一恒定外力F施加于a杆上，金属杆a和b同时由静止开始沿导轨向上滑动；两杆始终保持水平且垂直于轨道；在开始的一段时间内F做的功WF，电路中产生的电能为E，a克服安培力做功Wa，安培力对b做功为Wb，a、b获得的动能分别为Eka和Ekb，增加的重力势能分别为Epa和Epb，电路中产生的热量为Q，则（　　）
A．WF=Wa+Eka+EpaB．WF=Eka+Ekb+Epa+Epb+Q
C．Wa=E=Ekb+Epb+QD．Wb=Q+Ekb+Epb
3．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0的子弹射中并且子弹嵌在其中．已知物体A的质量mA是物体B的质量mB的$\frac{3}{4}$，子弹的质量m是物体B的质量的$\frac{1}{4}$，求弹簧压缩到最短时B的速度．
20．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献．以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）
A．牛顿提出了“日心说”
B．伽利略提出了“日心说”
C．哥白尼发现了行星运动的三大定律
D．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的
1．如图所示，放置在水平面上的两平行粗糙导轨ab、cd相距L，ac端通过导线接入一组值为R的电阻，ef左右两侧均充满垂直于导轨平面、方向相反的磁场，ae=cf=L，ef左侧区域的磁感应强度B随时间t的变化关系为：B=kt，k为恒量，ef右侧区域的磁场为匀强磁场．一电阻不计、质量为m的金属棒MN放在aefc的中间位置，并与导轨始终垂直且良好接触，金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ．开始时MN保持静止，某时刻金属棒获得水平向右的瞬时速度使金属棒开始运动，并在ef右侧位置开始一直做匀速运动．已知导轨、导线的电阻不计．求：
（1）金属棒保持静止时，通过R的电流大小和金属棒所受摩擦力大小；
（2）为了使金属棒做匀速运动时速度最大，则ef右侧匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）金属棒做匀速运动时，在满足（2）的条件下，电阻R消耗的电功率．

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