如图甲所示,质量为0.01kg、长为0.2m的水平金属细杆CD的两头分别放置在两水银槽的水银中,水银槽所在空间存在磁感应强度大小B1=10T、方向水平向右的匀强磁场,且杆CD与该匀强磁场垂直。有一匝数为100、面积为0.01m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化关系如图乙所示。在t=0.20s时闭合开关K,细杆瞬间弹起(可认为安培力远大于重力),弹起的最大高度为0.2m。不计空气阻力和水银的黏滞作用,不考虑细杆落回水槽后的运动,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 磁感应强度B2的方向竖直向上
B. t=0.05s时,线圈中的感应电动势大小为10V
C. 细杆弹起过程中,细杆所受安培力的冲量大小为0.01N·s
D. 开关K闭合后,通过CD的电荷量为0.01C
高三物理多选题困难题
如图甲所示,质量为0.01kg、长为0.2m的水平金属细杆CD的两头分别放置在两水银槽的水银中,水银槽所在空间存在磁感应强度大小B1=10T、方向水平向右的匀强磁场,且杆CD与该匀强磁场垂直。有一匝数为100、面积为0.01m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化关系如图乙所示。在t=0.20s时闭合开关K,细杆瞬间弹起(可认为安培力远大于重力),弹起的最大高度为0.2m。不计空气阻力和水银的黏滞作用,不考虑细杆落回水槽后的运动,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 磁感应强度B2的方向竖直向上
B. t=0.05s时,线圈中的感应电动势大小为10V
C. 细杆弹起过程中,细杆所受安培力的冲量大小为0.01N·s
D. 开关K闭合后,通过CD的电荷量为0.01C
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如图甲所示,质量为0.01kg、长为0.2m的水平金属细杆CD的两头分别放置在两水银槽的水银中,水银槽所在空间存在磁感应强度大小B1=10T、方向水平向右的匀强磁场,且杆CD与该匀强磁场垂直。有一匝数为100、面积为0.01m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化关系如图乙所示。在t=0.20s时闭合开关K,细杆瞬间弹起(可认为安培力远大于重力),弹起的最大高度为0.2m。不计空气阻力和水银的黏滞作用,不考虑细杆落回水槽后的运动,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 磁感应强度B2的方向竖直向上
B. t=0.05s时,线圈中的感应电动势大小为10V
C. 细杆弹起过程中,细杆所受安培力的冲量大小为0.01N·s
D. 开关K闭合后,通过CD的电荷量为0.01C
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如图甲所示,质量为0.01kg、长为0.2m的水平金属细杆CD的两头分别放置在两水银槽的水银中,水银槽所在空间存在磁感应强度大小B1=10T、方向水平向右的匀强磁场,且杆CD与该匀强磁场垂直.有一匝数为100、面积为0.01m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化关系如图乙所示.在t=0.20s时闭合开关K,细杆瞬间弹起(可认为安培力远大于重力),弹起的最大高度为0.2m.不计空气阻力和水银的黏滞作用,不考虑细杆落回水槽后的运动,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A.磁感应强度B2的方向竖直向上
B.t=0.05s时,线圈中的感应电动势大小为10V
C.细杆弹起过程中,细杆所受安培力的冲量大小为0.01N·s
D.开关K闭合后,通过CD的电荷量为0.01C
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如图所示,足够长的光滑水平轨道,左侧轨道间距为0.4m,右侧轨道间距为0.2m。空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为0.2T。质量均为0.01kg的金属M、N垂直导轨放置在轨道上,开始时金属棒M、N均保持静止,现使金属棒M以5m/s的速度向右运动,两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触,M棒总在宽轨上运动,N棒总在窄轨上运动。已知两金属棒接入电路的总电阻为,轨道电阻不计, ,下列说法正确的是( )
A. M、N棒在相对运动过程中,回路内产生顺时针方向的电流(俯视)
B. M、N棒最后都以2.5m/s的速度向右匀速运动
C. 从开始到最终匀速运动电路中产生的焦耳热为
D. 在两棒整个的运动过程中,金属棒M、N在水平导轨间扫过的面积之差为
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如图甲所示,质量为、长为的水平金属细杆的两端分别放置在两水银槽的水银中,水银槽所在空间存在磁感应强度大小、方向水平向右的匀强磁场,且细杆与该磁场方向垂直。一匝数为100匝、横截面面积为的线通过导线、开关与两水银槽相连,线岡处于沿竖直方向垂直穿过圈横截面的匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。在时闭合开关,细杆间弹起(可认为弹起过程中安培力远大于重力,重力忽略不计),弹起的最大高度为。不考虑空气阻力,水银的黏滞作用和细杆落回水槽后的运动,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 感应强度的方向竖直向上
B. 时,线圈中的感应电动势大小为
C. 在细杆CD弹起的过程中,细杆CD所受安培力的冲量大小为
D. 开关闭合后,通过细杆某一横截面的电荷量为
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如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为0.2T,足够长的光滑水平金属导轨,左侧间距为0.6m,右侧间距为0.2m。质量均为0.02kg的金属棒M、N垂直导轨放置,开始时金属棒M、N均保持静止。现使金属棒M以10m/s的速度向右运动,两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触,M棒总在宽轨上运动,N棒总在窄轨上运动,直到M、N达到稳定状态。g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 由M、N导体棒和导轨组成回路的磁通量先减小后不变
B. 由M、N两个导体棒组成的系统动量守恒
C. 在两棒运动的整个过程中,电路中产生的焦耳热为0.9J
D. 在两棒运动的整个过程中,通过M、N两个导体棒的电荷量相等,均为1.5C
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【加试题】图中两根足够长的平行光滑导轨,相距1m水平放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间.金属棒ab、cd质量分别为0.1kg和0.2kg,电阻分别为0.4Ω和0.2Ω,并排垂直横跨在导轨上.若两棒以大小相等的初速度3m/s向相反方向分开,不计导轨电阻,求:
(1)金属棒运动达到稳定后,ab棒的速度大小;
(2)金属棒运动达到稳定的过程中,ab上产生的焦耳热;
(3)金属棒运动达到稳定后,两棒间距离增加多少?
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如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.5m一端连接R=1Ω的电阻.导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T.质量1kg的导体棒MN放在导轨上,电阻r=0.25Ω,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨的电阻可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s.求:
(1)感应电动势E和MN两点间的电势差;
(2)在2s时间内,拉力做的功;
(3)在2s末,撤去拉力,棒会逐渐减速直至停止运动。求全过程中电阻R上产生的焦耳热。
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如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=1.5Ω的电阻,导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.2 T,电阻r=0.5Ω的导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:
(1)感应电流I的大小,并判断导体棒MN中的感应电流的方向。
(2)导体棒MN两端电压U的大小。
(3)拉力F的大小。
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