如圖所示,在水平桌面上放置的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間串聯(lián)了一個電容為C、充電后電荷量為Q0的電容器,兩導(dǎo)軌間的距離為L;現(xiàn)將一質(zhì)量為m的裸導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上,方向與導(dǎo)軌垂直,整個裝置處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;當(dāng)閉合開關(guān)S后,導(dǎo)體棒ab將向右運(yùn)動.若導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,忽略一切摩擦,則關(guān)于磁場方向以及閉合開關(guān)S后發(fā)生的現(xiàn)象,下列說法正確的是( 。
A.磁場方向豎直向上
B.電容器的電荷量將逐漸減少,直到不帶電
C.導(dǎo)體棒ab先做勻加速運(yùn)動,然后做勻減速運(yùn)動,直到靜止不動
D.導(dǎo)體棒ab先做變加速運(yùn)動,然后做勻速運(yùn)動

A、開關(guān)閉合后,電容器將形成由a到b的放電電流,導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動,所受的安培力方向向右.根據(jù)左手定則判斷可知磁場方向豎直向下,故A錯誤.
BCD、在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的過程中,由于切割磁感線也將產(chǎn)生電動勢,該電動勢方向和電容器電壓相反,故電路中電流是變化的,當(dāng)導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動勢和電容器電壓相等時,電路中電流為零,導(dǎo)體棒ab不再受安培力作用,而做勻速運(yùn)動,故導(dǎo)體棒ab先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,最后勻速運(yùn)動.
由于最終導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動,電容器的電壓等于此時棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,所以電容器的電荷量先逐漸減少,后不變,但不為零.故B、C錯誤,D正確.
故選:D.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(A)兩根足夠長的光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L,電阻不計,上端接有如圖所示的電路,電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為C.有一個質(zhì)量為m、長度為L、電阻同也為R的導(dǎo)體棒ab,水平跨接在兩金屬導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好且可無摩擦地滑動.空間存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力作用下,以速度v勻速向上運(yùn)動,已知重力加速度為g,不計空氣的阻力.求:
(1)拉力F的大;
(2)在ab向上運(yùn)動距離為h的過程中整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)電容器左右兩板那一板帶正電,所帶的電荷量q為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置、足夠長的光滑導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒ab,ab棒有電阻,導(dǎo)軌的電阻不計,導(dǎo)軌的一端接一滑動變阻器R,電路中還連接理想電表,整個裝置處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里.現(xiàn)使ab以速度υ向右做勻速直線運(yùn)動,改變滑動變阻器的阻值,則電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)的關(guān)系圖線為下面的哪個圖線?( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖為一電梯簡化模型,導(dǎo)體棒ab架在水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間加有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T.導(dǎo)體棒ab通過輕質(zhì)細(xì)繩與電梯箱體相連,所有摩擦都不計,已知ab棒的長度為l=10m,質(zhì)量不計,通過的電流大小為I,電梯箱體質(zhì)量為m=100km,求:
(1)為了能提起電梯箱體,導(dǎo)體棒ab中的電流方向應(yīng)朝哪?大小至少為多少?
(2)現(xiàn)使導(dǎo)體棒以恒定的功率P(即安培力的功率)從靜止運(yùn)行,試通過列式分析ab棒中電流的大小如何變化?
(3)若在題(2)中P=5000W,電梯箱體上升h=1m高度時,運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),則此過程電梯運(yùn)行的時間為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在水平面內(nèi)固定一光滑“U”型導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距L=1m,整個裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感強(qiáng)度B=0.5T.一導(dǎo)體棒以v0=2m/s的速度向右切割勻強(qiáng)磁場,導(dǎo)體棒在回路中的電阻r=0.3Ω,定值電阻R=0.2Ω,其余電阻忽略不計.求:
(1)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;
(2)R上消耗的電功率;
(3)若在導(dǎo)體棒上施加一外力F,使導(dǎo)體棒保持勻速直線運(yùn)動,求力F的大小和方向.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行固定于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為l=0.50m,電阻不計.M、M′間接有阻值R=1.6Ω的電阻.金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置.導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.金屬棒ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動,速度v=10m/s,運(yùn)動過程中金屬棒ab與導(dǎo)軌保持良好接觸.已知金屬棒ab接入電路部分的阻值r=0.40Ω.求:
(1)金屬棒ab中電流I的大小和方向;
(2)1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

矩形閉合線框原來處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)線框平面垂直,如圖所示,現(xiàn)將導(dǎo)線框向右勻速拉出磁場區(qū)域,在此過程中,正確的說法是( 。
A.線框電阻越大,外力做功越多
B.線框速度越大,外力做功越多
C.線框速度越大,外力做功功率越大
D.線框速度越大,通過線框某一截面的電量越多

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖一所示,虛線a′b′c′d′內(nèi)為一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向豎直向下.矩形閉合金屬線框abcd以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運(yùn)動.圖二所給出的是金屬線框的四個可能到達(dá)的位置,則金屬線框的速度不可能為零的位置是( 。
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

兩光滑水平軌道放置勻強(qiáng)磁場中,磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由移動,導(dǎo)軌左端M、P接一定值電阻,金屬棒和導(dǎo)軌電阻均不計,現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)時間t1后速度為v,金屬棒受到的磁場力為F1,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動;若保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后,速度為v,金屬棒受到的磁場力為F2,最終也以2v的速度做勻速運(yùn)動.則( 。
A.t1>t2B.t1=t2C.F1=F2D.F=2F2

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