13．如圖，固定在水平桌面上的光滑金屬導軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導軌接觸良好．在兩根導軌的端點d、e之間連接一電阻，其它部分電阻忽略不計．現(xiàn)用一水平向右的恒力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右沿導軌滑動，滑動中桿ab始終垂直于導軌．金屬桿受到的安培力用F安表示，則下列說法正確的是（　�。�
A．金屬桿ab做勻加速直線運動
B．金屬桿ab運動過程中回路中有順時針方向的電流
C．金屬桿ab所受到的F安先不斷增大，后保持不變
D．金屬桿ab克服安培力做功的功率與時間的平方成正比

分析 根據(jù)金屬桿受力情況分析金屬桿的運動過程，判斷其運動性質(zhì)；
應用右手定則可以判斷出感應電流方向；
應用功率公式分析安培力公式與時間的關系．

解答 解：A、金屬桿受到的安培力：F安培=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，金屬桿在恒力作用下向右做加速運動，隨速度v的增加，安培力變大，金屬桿受到的合力減小，加速度減小，當安培力與恒力合力為零時做勻速直線運動，安培力保持不變，由此可知，金屬桿向右先做加速度減小的加速運動，然后做勻速直線運動，故A錯誤，C正確；
B、由右手定則或楞次定律可知，金屬桿ab運動過程回路中有逆時針方向的感應電流，故B錯誤；
D、安培力的功率：P安培=F安培v=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$，如果金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動，則v=at，安培力的功率與時間的平方成正比，由于金屬桿先做加速度減小的加速運動后做勻速直線運動，因此金屬桿ab克服安培力做功的功率與時間的平方不成正比，故D錯誤；
故選：C．

點評 由于安培力公式求出安培力的表達式，分析清楚金屬桿所受安培力如何變化、分析清楚金屬桿的運動過程是解題的前提與關鍵，由于安培力公式與功率公式即可解題．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．關于加速度的概念，正確的是（　�。�
A．加速度反映速度變化的快慢
B．物體的加速度與速度同向時，運動速度一定越來越大
C．加速度為正值，表示物體速度一定是越來越大
D．加速度為負值，表示速度一定是越來越小

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

4．如圖1所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角為α，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m，導軌處于勻強磁場中，磁場的方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度大小為B，金屬導軌的上端與開關S、定值電阻R1和電阻箱R2相連．不計一切摩擦，不計導軌、金屬棒的電阻，重力加速度為g，現(xiàn)閉合開關S，將金屬棒由靜止釋放．

（1）判斷金屬棒ab中電流的方向；
（2）若電阻箱R2接入電路的阻值為R2=2R1，當金屬棒下降高度為h時，速度為v，求此過程中定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱Q1；
（3）當B=0.40T，L=0.50m，α=37°時，金屬棒能達到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關系如圖2所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求定值電阻的阻值R1和金屬棒的質(zhì)量m．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．如圖所示，兩根光滑金屬導軌平行放置在傾角為30°的斜面上，導軌寬度為L，導軌下端接有電阻R，兩導軌間存在一方向垂直于斜面向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場．輕繩一端平行于斜面系在質(zhì)量為m的金屬棒上，另一端通過定滑輪豎直懸吊質(zhì)量為m0的小木塊．第一次將金屬棒從PQ位置由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)金屬棒沿導軌下滑．第二次去掉輕繩，讓金屬棒從PQ位置由靜止釋放．已知兩次下滑過程中金屬棒始終與導軌接觸良好，且在金屬棒下滑至底端MN前，都已經(jīng)達到了平衡狀態(tài)．導軌和金屬棒的電阻都忽略不計，已知$\frac{m}{{m}_{0}}$=4，$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\sqrt{gh}$（h為PQ位置與MN位置的高度差）．求：
（1）金屬棒兩次運動到MN時的速度大小之比；
（2）金屬棒兩次運動到MN過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．如圖所示，兩互相平行的水平金屬導軌MN，PQ放在豎直平面內(nèi)相距為L，左端接平行板電容器，板間距離為d，右端接滑動變阻器R，水平勻強磁場磁感應強度為B，垂直于導軌所在平面，導體棒CD （不計重力）與導軌接觸良好，棒的電阻為r，其他電阻及摩擦不計，現(xiàn)用與導軌平行的大小為F，使棒從靜止開始運動，已知F=2N，L=0.4m，d=0.2m，B=10T，r=1Ω，R的最大值為2Ω，取g=10m/s2．求：
（1）求導體棒處于穩(wěn)定狀態(tài)時，拉力的最大功率
（2）導體棒處于穩(wěn)定狀態(tài)且滑動觸頭在動變阻器中點時，一帶電小球從平行板電容器左側(cè)沿兩極板的正中間入射，在兩極板間恰好做勻速直線運動；當滑動觸頭位于最下端時，該帶電小球以同樣的方式和速度入射，小球恰好在兩極板間做勻速圓周運動，求圓周的半徑？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

18．如圖所示，在邊長為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應強度為B，其方向垂直紙面向外，一個邊長也為a的單匝正方形導線框架EFGH正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，導線框的電阻為R．現(xiàn)使導線框以周期T繞其中心O點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過$\frac{T}{8}$導線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這$\frac{T}{8}$時間內(nèi)（　�。�
A．順時針方向轉(zhuǎn)動時，感應電流方向為E→F→G→H→E
B．平均感應電動勢大小等于$\frac{8（3-2\sqrt{2}）{a}^{2}B}{T}$
C．平均感應電動勢大小等于$\frac{16{a}^{2}B}{9T}$
D．通過導線框橫截面的電荷量為$\frac{（3-2\sqrt{2}）{a}^{2}B}{R}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，傾角為θ的斜面上有一質(zhì)量為m的正方形線框，線框的邊長為L，總電阻為R．ABCD區(qū)域有磁感應強度大小為B、方向垂直于斜面向上的勻強磁場（圖中未畫出）．AB和CD之間的距離為L，CD與PQ之間的距離為2.5L．CD往上是光滑的，CD往下是粗糙的，線框與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，線框abcd由圖示位置從靜止開始下滑，此時cd與AB之間的距離也為L，重力加速度為g．（忽略線框離開磁場過程中摩擦力的變化）
（1）若cd邊進入磁場后線框恰好做勻速直線運動，則線框做勻速直線運動的速度為多少？從線框進入磁場到cd邊剛好達到CD位置，穿過線圈橫截面的電荷量為多少？
（2）若線框cd邊到達PQ位置時速度為v，則線框經(jīng)過 磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．如圖所示，P、Q是兩根豎直且足夠長的金屬桿（電阻忽略不計），處在垂直紙面向里的勻強磁場B中，MN是一個螺線管，它的繞線方法沒有畫出，P、Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導線相連，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金屬圓環(huán)．現(xiàn)將金屬棒ef由靜止釋放，在下滑中始終與P、Q桿良好接觸且無摩擦，則在金屬棒釋放后（　�。�
A．A環(huán)中的感應電流逐漸減小為0
B．A環(huán)中有大小不變的感應電流
C．A環(huán)對地面的壓力先減小后增大至恒定值
D．A環(huán)對地面的壓力先增大后減小至恒定值

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

3．把物體看作質(zhì)點的條件在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要或不起作用的因素．

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