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精英家教網如圖所示,兩根足夠長的固定平行金屬光滑導軌位于同一水平面,導軌上橫放著兩根質量和電阻都不相同的導體棒ab、cd 與導軌構成矩形回路.導體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根相同的輕質彈簧,兩棒的中間用細線系住,導軌的電阻不計.在導軌平面內兩導軌間有一豎直向下的勻強磁場,開始時,導體棒處于靜止狀態(tài).剪斷細線后,導體棒在運動過程中( 。
A、兩根導體棒的速度大小相等B、兩根導體棒所受安培力的方向相同C、兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒,機械能守恒D、兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒,機械能不守恒
分析:剪斷細線后,分析導體棒的運動過程和受力情況.
根據(jù)磁通量的變化判斷感應電動勢,根據(jù)左手定則判斷安培力的方向,
分析兩棒組成的系統(tǒng)在運動過程中是不是合外力為零或者內力遠大于外力,這是系統(tǒng)總動量守恒的條件.
解答:解:A、剪斷細線后,導體棒在運動過程中,由于彈簧的作用,導體棒ab、cd反向運動,兩棒受力大小相等,但由于質量不同,則產生的加速度不相等,故任意時刻時的速度不等;故A錯誤;
B、在導體棒運動的過程中,穿過導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路的磁通量增大,回路中產生感應電動勢,導體棒ab、cd電流方向相反,根據(jù)左手定則可知兩根導體棒所受安培力的方向相反,故B錯誤.
C、兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)在運動過程中是合外力為0.所以系統(tǒng)動量守恒,但是由于產生感應電流,產生熱量,所以一部分機械能轉化為內能,所以系統(tǒng)機械能不守恒.故C錯誤,D正確.
故選:D.
點評:守恒思想是物理學中常用的方法,故應注意掌握我所所學過的守恒問題的條件.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ平行放置,導軌平面與水平面的夾角為θ,導軌的下端接有電阻.當導軌所在空間沒有磁場時,使導體棒ab以平行導軌平面的初速度v0沖上導軌平面,ab上升的最大高度為H;當導軌所在空間存在方向與導軌平面垂直的勻強磁場時,再次使ab以相同的初速度從同一位置沖上導軌平面,ab上升的最大高度為h.兩次運動中導體棒ab始終與兩導軌垂直且接觸良好.關于上述情景,下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為α=30°,導軌電阻不計,導軌處在垂直導軌平面斜向上的有界勻強磁場中.兩根電阻都為R=2Ω、質量都為m=0.2kg的完全相同的細金屬棒ab和cd垂直導軌并排靠緊的放置在導軌上,與磁場上邊界距離為x=1.6m,有界勻強磁場寬度為3x=4.8m.先將金屬棒ab由靜止釋放,金屬棒ab剛進入磁場就恰好做勻速運動,此時立即由靜止釋放金屬棒cd,金屬棒cd在出磁場前已做勻速運動.兩金屬棒在下滑過程中與導軌接觸始終良好(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I;
(2)金屬棒cd在磁場中運動的過程中通過回路某一截面的電量q;
(3)兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根足夠長的固定平行金屬導軌位于同一水平面內,導軌間的距離為L,導軌上橫放著兩根導體棒ab和cd.設兩根導體棒的質量皆為m,電阻皆為R,導軌光滑且電阻不計,在整個導軌平面內都有豎直向上的勻強磁場,磁感強度為B.開始時ab和cd兩導體棒有方向相反的水平初速,初速大小分別為v0和2v0,求:
(1)從開始到最終穩(wěn)定回路中產生的焦耳熱.
(2)當ab棒的速度大小變?yōu)?span id="1qjatc4" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
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,回路中消耗的電功率的可能值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩根足夠長且平行的光滑金屬導軌與水平面成53°夾角固定放置,導軌間連接一阻值為6Ω的電阻R,導軌電阻忽略不計.在兩平行虛線m、n間有一與導軌所在平面垂直、磁感應強度為B的勻強磁場.導體棒a的質量為ma=0.4kg,電阻Ra=3Ω;導體棒b的質量為mb=0.1kg,電阻Rb=6Ω;它們分別垂直導軌放置并始終與導軌接觸良好.a、b從開始相距L0=0.5m處同時將它們由靜止開始釋放,運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域,當b剛穿出磁場時,a正好進入磁場(g取10m/s2,不計a、b之間電流的相互作用).求:
(1)當a、b分別穿越磁場的過程中,通過R的電荷量之比;
(2)在穿越磁場的過程中,a、b兩導體棒勻速運動的速度大小之比;
(3)磁場區(qū)域沿導軌方向的寬度d為多大;
(4)在整個過程中,產生的總焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?湖南模擬)如圖所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為l=0.5m,導軌平面與水平面間的夾角θ=30°,整個導軌平面處于勻強磁場中,磁場的磁感應強度大小B=0.4T,方向垂直導軌平面,在導軌上垂直導軌放置兩金屬棒ab和cd,長度均為0 5m,cd棒的質量m=0.2kg、電阻R=0.2Ω,不計ab棒和金屬導軌的電阻,兩棒與金屬導軌接觸良好且可沿導軌自由滑動.現(xiàn)ab棒在外力作用下,始終以恒定速度v=1.5m/s沿著導軌向上滑動,cd棒則由靜止釋放,g取10m/s2.求:
(1)剛釋放cd棒時cd棒所受合力的大小和方向;
(2)閉合回路中的最大電流和金屬棒cd的最終速度.

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