20．如圖所示，邊長為L、電阻不計的n匝正方形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為P、U，線框及小燈泡的總質(zhì)量為m，在線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葹閘，磁感應(yīng)強度方向與線框平面垂直，其上、下邊界與線框底邊均水平．線框從圖示位置開始靜止下落，穿越磁場的過程中，小燈泡始終正常發(fā)光．則（　�。�
A．有界磁場寬度l＜L
B．線框勻速穿越磁場，速度恒為$\frac{P}{mg}$
C．磁場的磁感應(yīng)強度應(yīng)為$\frac{mgU}{PL}$
D．線框穿越磁場的過程中，線框克服安培力做的功為2mgL

分析 小燈泡始終正常發(fā)光，說明線框進入磁場做勻速運動，而且進入磁場和穿出磁場的過程都做勻速運動．根據(jù)平衡條件和功率公式求解磁場的磁感應(yīng)強度．由功能關(guān)系知道燈泡的功率等于線框重力的功率，由P=mgv求解速度．由能量守恒定律求解焦耳熱．

解答 解：A、小燈泡始終正常發(fā)光，說明燈泡兩端電壓不變，故說明線圈在磁場只能做勻速運動，而且進入磁場和穿出磁場的過程都做勻速運動，則知有界磁場寬度l=L，故A錯誤．
B、設(shè)線框勻速運動的速度為v，由功能關(guān)系得：mgv=P，v=$\frac{P}{mg}$，故B正確．
C、燈泡正常發(fā)光時電流為：I=$\frac{P}{U}$
根據(jù)線框勻速運動受力平衡得：nBIL=mg，可得：B=$\frac{mgU}{nPL}$．故C錯誤．
D、線框穿越磁場的過程中，動能不變，減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，由能量守恒定律得燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為2mgL，故D正確．
故選：BD．

點評 解決本題的關(guān)鍵是分析線框的運動情況，運用力學(xué)方法分析．可從力和能兩個角度進行研究．注意明確燈泡一直正常發(fā)光所隱含的信息的掌握和應(yīng)用．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．如圖（甲）所示，在傾斜角為θ的光滑斜面上放一輕質(zhì)彈簧，其下端固定，靜止時上端位置在B點，在A點放上一質(zhì)量m=2.0kg的小物體，小物體自由釋放，從開始的一段時間內(nèi)的v-t圖象如圖（乙）所示，小物體在0.4s時運動到B點，在0.9s到達C點，BC的距離為1.2m（g=10m/s2），由圖知（　�。�
A．斜面傾斜角θ=30°
B．物體從B運動到C的過程中機械能守恒
C．A、B兩點的距離為0.8m
D．物體從C點回到A點的過程中，加速度先減小后增大，再保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖為多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，開關(guān)s接____時，電表作為較小量程的電流表使用．（　　）
A．1B．2C．4D．6

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

8．如圖長為L的很細(xì)的絕緣桿均勻帶有正電荷，電荷在桿子內(nèi)部左方$\frac{L}{4}$處的A點產(chǎn)生的場強為E1，在桿外部右方$\frac{L}{4}$的B點產(chǎn)生的場強為E2，若將桿子由中間截斷，并將右段疊在左段上，則此時A處的場強為0，B處的場強為$2（{E}_{2}^{\;}-{E}_{1}^{\;}）$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．如圖所示，一光滑水平桌面的左半部分處于豎直向下的勻強磁場內(nèi)，當(dāng)一電阻不計的環(huán)形導(dǎo)線圈在此水平桌面上向右以某一速度開始滑行時，以下說法錯誤的是（　�。�
A．若整個線圈在磁場內(nèi)，線圈一定做勻速運動
B．線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程，必做加速運動
C．線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程，必做減速運動
D．線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程，必定放熱

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖，當(dāng)一個條形磁鐵N極靠近一個金屬導(dǎo)體時，導(dǎo)體的表面出現(xiàn)了電流．下列說法 正確的是（　�。�
A．電流產(chǎn)生的磁場與磁鐵磁場方向相同
B．從上往下看，電流的方向是順時針的
C．磁鐵停止運動，電流仍保持不變
D．導(dǎo)體中將產(chǎn)生熱量并向外擴散

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，電容器C兩極板之間有一通過絕緣輕繩懸掛的帶電小球，閉合開關(guān)S1，S2，電路穩(wěn)定后輕繩與豎直方向的夾角為θ，下列有關(guān)說法正確的是（　�。�
A．使滑片P1向左端緩慢滑動時，θ不變
B．使滑片P2向上端緩慢滑動時，θ減小
C．斷開開關(guān)S1、S2，將C兩極板錯開一些，θ增大
D．斷開開關(guān)S1、S2，將C兩極板間距增大一些，θ減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．桌面離地面的高度是0.8m，坐標(biāo)系原點定在桌面上，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向，如圖所示．通過測量，確定圖中A、B的坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電、磁現(xiàn)象之間的本質(zhì)聯(lián)系．
電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，即E=n$\frac{△φ}{△t}$，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律．

（1）如圖所示，把矩形線框abcd放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場里，線框平面跟磁感線垂直．設(shè)線框可動部分ab的長度為L，它以速度v向右勻速運動．請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出閉合電路的感應(yīng)電動勢E=BLv．
 （2）兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L．兩導(dǎo)軌間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿MN放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略．讓金屬桿MN由靜止沿導(dǎo)軌開始下滑．求
①當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為v（未達到最大速度）時，通過MN棒的電流大小和方向；
②導(dǎo)體棒運動的最大速度．

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