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题目
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如图所示金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑(导轨足够长),导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,棒和导轨的电阻不计,MN从静止开始下落过程中,电阻R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到4P,可采取的方法是(  )
A.使MN的质量增大到原来的2倍
B.使磁感强度B增大到原来的2倍
C.使磁感强度B减小到原来的一半
D.使电阻R的阻值减到原来的一半

答案
当金属棒MN匀速下落,做匀速直线运动时,电阻R上消耗的功率最大.
设MN的质量为m,导轨间的距离为L,由平衡条件得:mg=BIL,I=
E
R
=
BLv
R

联立两式解得:v=
mgR
B2L2
,此时电阻R上消耗的功率:P=I2R=
B2L2v2
R
=
m2g2R
B2L2

A、使MN的质量增大到原来的2倍,由P=
m2g2R
B2L2
可知,外电阻R消耗的电功率变为原来的4倍,为4P,故A正确;
B、使磁感强度B增大到原来的2倍,由P=
m2g2R
B2L2
可知可知,外电阻R消耗的电功率变为
1
4
P,故B错误;
C、使磁感强度B减小到原来的一半,由P=
m2g2R
B2L2
可知,外电阻R消耗的电功率变为4P,故C正确;
D、使电阻R的阻值减到原来的一半,由P=
m2g2R
B2L2
可知,外电阻R消耗的电功率变为
1
2
P,故D错误;
故选:AC.
核心考点
试题【如图所示金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑(导轨足够长),导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,棒和导轨的电阻不计,MN从静止开始下落过程】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L=0.6m,导轨间接有定值电阻R=2Ω,框架平面与水平面之间的夹角为θ=37°,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B=1T.导体棒ab的质量为m=0.1kg,电阻为r=1Ω,垂直放在导轨上并由静止释放,当导体棒下滑距离为x=3.75m时速度达到v=4m/s.求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37=0.8)
(1)导体棒ab下滑的最大加速度;
(2)导体棒ab下滑的最大速度;
(3)导体棒速度增加到4m/s过程中整个电路产生的热量.
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如图所示,有理想边界的直角三角形区域abc内部存在着两个方向相反的垂直纸面的匀强磁场,e是斜边ac上的中点,be是两个匀强磁场的理想分界线.现以b点为原点O,沿直角边bc作x轴,让在纸面内与abc形状完全相同的金属线框ABC的BC边处在x轴上,t=0时导线框C点恰好位于原点O的位置.让ABC沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场,现规定逆时针方向为导线框中感应电流的正方向,在下列四个i-x图象中,能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是(  )
A.B.C.D.

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如图所示,竖直面内的正方形导线框ABCD、abcd的边长均为l、电阻均为R,质量分别为2m和m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里的匀强磁场.开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合,abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为l.现将系统由静止释放,当ABCD刚全部进入磁场时,系统开始做匀速运动.不计摩擦和空气阻力,求:
(1)系统匀速运动的速度大小.
(2)两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热.
(3)线框abcd通过磁场的时间.
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如图所示,让闭合线圈abcd从高h处下落后,进入匀强磁场中,在bc边开始进入磁场,到ad边刚进入磁场的这一段时间内,表示线圈运动的v-t图象不可能是(  )
A.B.C.D.

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两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内,导轨光滑,电阻不计,上面横放着两根导体棒ab和cd构成矩形回路.导体棒ab和cd的质量之比为m1:m2=2:1,电阻相同,一匀强磁场垂直导轨平面向上,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,最后两棒ab和cd达到稳定后的速度分别为v1、v2,下列说法正确的是(  )
A.对m1、m2组成的系统,动量守恒,则稳定后的速度之比v1:v2=1:2
B.两棒从开始至达到稳定状态的过程中,产生的总势量等于系统动能的减少
C.同一时间段,通过两棒的电量不一定始终相同
D.棒ab产生的热量不等于棒ab动能的减少
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