
1.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的電阻,質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)體框上.不計(jì)導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與框間的摩擦.a(chǎn)b以水平向右的初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng),最終停在導(dǎo)體框上.在此過(guò)程中 ( )
A.導(dǎo)體棒做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b
C.電阻R消耗的總電能為 eq \f(mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) R,2(R+r))
D.導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于 eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0))
答案:C
解析:導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)右手定則,可知電流方向?yàn)閎到a,再根據(jù)左手定則可知,導(dǎo)體棒受到向左的安培力,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv0,
感應(yīng)電流為I= eq \f(E,R+r)= eq \f(BLv0,R+r),故安培力為F=BIL= eq \f(B2L2v0,R+r),根據(jù)牛頓第二定律有F=ma
可得a= eq \f(B2L2,m(R+r))v0,隨著速度減小,加速度不斷減小,故導(dǎo)體棒不是做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒定律,可知回路中產(chǎn)生的總熱量為Q= eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,因R與r串聯(lián),則產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,則R產(chǎn)生的熱量為QR= eq \f(R,R+r)Q= eq \f(mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) R,2(R+r)),C正確;整個(gè)過(guò)程只有安培力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理可知,導(dǎo)體棒克服安培力做的總功等于 eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,故D錯(cuò)誤.
2.(多選)如圖所示,兩個(gè)完全相同的導(dǎo)線(xiàn)圈a、b從同一高度自由下落,途中在不同高度處通過(guò)兩個(gè)寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后落到水平地面上,設(shè)兩線(xiàn)圈著地時(shí)動(dòng)能分別為Eka和Ekb,穿出磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中流過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的總電荷量分別為qa和qb,則下列判斷正確的是( )
A.EkaEkb
C.qa=qb D.qa
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