如圖所示，足夠長(zhǎng)的導(dǎo)線框架abcd固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為R，其它電阻均可忽略．ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)體桿，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab與cd保持良好接觸，又能沿它們無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置放在方向與框面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)ef從靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間閉合電鍵K，則在閉合電鍵后（　　）
分析：當(dāng)ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合K，ef將切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到豎直向上的安培力，若安培力大于2mg，則ef的加速度大小可能大于g．若安培力小于mg，則ef的加速度大小可能小于g．ef先做加速度減小的加速或減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減至零時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)．ef的機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為電能．根據(jù)平衡條件列式得到最大速度的表達(dá)式，再分析最大速度．
解答：解：A、當(dāng)ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合S，ef將切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到豎直向上的安培力，若安培力大于2mg，則由牛頓第二定律得知，ef的加速度大小可能大于g．故A正確．
B、若框架足夠長(zhǎng)，ef可能先做加速度減小的加速或減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減至零時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，也可能一直做勻速運(yùn)動(dòng)，故ef最終一定做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)ef速度最大，設(shè)最大速度為v，則有 mg=
B2L2v
R
，得v=
mgR
B2L2
，可見(jiàn)ef兩次獲得的最大速度與開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)刻無(wú)關(guān)．故B錯(cuò)誤．
C、ef最終作勻速運(yùn)動(dòng)，電路消耗的功率P=mgv=
m2g2R
B2L2
，與電鍵閉合的時(shí)刻無(wú)關(guān)．故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)能量守恒可知，ef的機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為電能．故D正確．
故選AD
點(diǎn)評(píng)：本題考查分析導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)情況的能力，而分析運(yùn)動(dòng)情況，必須分析其受力情況，關(guān)鍵抓住安培力大小與速度成正比，高度不同，安培力大小不同．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2003?上海）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中
粗線表法），R1=4Ω、R2=8Ω（導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì)）．導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(
π3
x)（單位：m）．磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面．一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)，棒與導(dǎo)思接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計(jì)棒的電阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的最大功率；
（3）在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間t的關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，傾角為θ=30°，寬度為L(zhǎng)=1m的足夠長(zhǎng)的U型平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T且范圍充分大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上，現(xiàn)用平行于導(dǎo)軌、功率恒為6W的牽引力F，牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1Ω的導(dǎo)棒ab由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直）．當(dāng)金屬導(dǎo)棒ab移動(dòng)s=2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度．在此過(guò)程中金屬導(dǎo)棒產(chǎn)生的熱量為Q=5.8J（不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，g取10m/s2）．
問(wèn)：（1）導(dǎo)棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？
（2）導(dǎo)棒從靜止達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)所需時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，A、B兩滑塊的質(zhì)量均為m，分別穿在光滑的足夠長(zhǎng)的水平固定導(dǎo)桿上，兩導(dǎo)桿平行，間距為d．用自然長(zhǎng)度也為d的輕彈簧連接兩滑塊．開(kāi)始時(shí)兩滑塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，今給滑塊B一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量I，則以后滑塊A的最大速度為（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013·天津河西二模，10題）（16分）如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平導(dǎo)體框架的寬度L＝0.5 m，電祖忽略不計(jì)，定值電阻R＝2 Ω。磁感應(yīng)弧度B＝0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m = 02kg、有效電阻r＝2 Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，導(dǎo)體棒在水平恒力F＝1.2 N的作用下由靜止開(kāi)始沿框架運(yùn)動(dòng)到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體棒截面的電量共為q＝2 C，求：

（1）導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；

（2）導(dǎo)休棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程中，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電熱。（g取10 m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源：模擬題 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng)，導(dǎo) 軌平面的傾角為α，斜面上相隔為d的平行虛線MN與PQ間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向與導(dǎo)軌平面垂直，另有一長(zhǎng)為2d的絕緣桿將一導(dǎo)體棒和一邊長(zhǎng)為d（d< L）的正方形單匝線框連在一起組成一固定的裝置，總質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒中通過(guò)大小恒為I的電流。將整個(gè)裝置置于導(dǎo)軌上，線框下邊與PQ重合，釋放后裝置沿斜面開(kāi)始下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到MN處恰好第一次開(kāi)始返回，經(jīng)過(guò)若干次往返后，最終整個(gè)裝置在斜面上做恒定周期的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直。求：
（1）在裝置第一次下滑的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的熱量Q；
（2）畫(huà)出整個(gè)裝置在第一次下滑過(guò)程中的速度一時(shí)間（v-t ）圖像；
（3）裝置最終在斜面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大速率vm；
（4）裝置最終在斜面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的周期T。

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