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如图所示，金属杆MN水平固定于线圈上方，杆的两端接有导线．心与线圈轴线处于同一竖直平面内，现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接，下列说法中正确的是（）

A．MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力
B．将a、d接电源的正极，b、c接电源的负极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
C．将a、d接电源的负极，b、c接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
D．将a、c接电源的负极，b、d接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力

高三物理选择题中等难度题

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试题解析

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如图所示，金属杆MN水平固定于线圈上方，杆的两端接有导线．心与线圈轴线处于同一竖直平面内，现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接，下列说法中正确的是（）

A．MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力
B．将a、d接电源的正极，b、c接电源的负极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
C．将a、d接电源的负极，b、c接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
D．将a、c接电源的负极，b、d接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示，金属杆MN水平固定于线圈上方，杆的两端接有导线．心与线圈轴线处于同一竖直平面内，现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接，下列说法中正确的是（）

A．MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力
B．将a、d接电源的正极，b、c接电源的负极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
C．将a、d接电源的负极，b、c接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
D．将a、c接电源的负极，b、d接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力
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如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以 (　　)
A．将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极
B．将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极图8
C．将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极
D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接交流电源的另一端

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如图8所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以 (　　)
A．将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极
B．将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极
C．将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极
D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接交流电源的另一端

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如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( )
A. 将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B. 将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C. 将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D. 将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极

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如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以(　　)
A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D.将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极

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如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈下方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，下面方案可行的是（）

A．将a、p端接在电源正极，b、q端接在电源负极
B．将a、p端接在电源负极，b、q端接在电源正极
C．将a、q端接在电源正极，b、p端接在电源负极
D．将a、q端接在电源负极，b、p端接在电源正极
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如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈下方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，下面方案可行的是（）

A．将a、p端接在电源正极，b、q端接在电源负极
B．将a、p端接在电源负极，b、q端接在电源正极
C．将a、q端接在电源正极，b、p端接在电源负极
D．将a、q端接在电源负极，b、p端接在电源正极
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如图1所示，竖直放置的截面积为S、匝数为N、电阻为R的线圈两端分别与两根相距为L 的倾斜光滑平行金属导轨相连．导轨足够长，其轨道平面与水平面成a角，线圈所在空间存在着方向平行于线圈轴线竖直向下的均匀磁场B₁，磁感应强度B_l随时间t的变化关系如图2所示，导轨所在空间存在垂直于轨道平面的匀强磁场B₂．设在t=0到t=0.2s的时间内，垂直两根导轨放置的质量为m的金属杆静止在导轨上，t=0.2s后，由于B₁保持不变，金属杆由静止开始沿导轨下滑，经过足够长的时间后，金属杆的速度会达到一个最大速度v_m．已知：S=0.00l m²，N=l00匝，R=0.05Ω，a=300，L=0.1m，B₂=0.2T，g取l0m/s²．（除线圈电阻外，其余电阻均不计，且不考虑由于线圈中电流变化而产生的自感电动势对电路的影响）．
（1）求金属杆的质量m并判断磁场B₂的方向；
（2）求金属杆在导轨上运动的最大速度vm；
（3）若金属杆达到最大速度时恰好进入轨道的粗糙部分，轨道对杆的滑动摩擦力等于杆所受重力的一半，求棒运动到最大速度后继续沿轨道滑动的最大距离Xm及此过程中回路中产生的焦耳热Q．

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如图所示，固定于同一水平面内的光滑、平行长直金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接有定值电阻。粗细和材质均匀的金属杆MN在与其垂直的水平恒力作用下，在导轨上匀速向右运动；金属杆MN始终与导线框形成闭合电路，其长度恰好等于平行轨道的间距，导轨电阻不计。
（1）已知匀强磁场的磁感强度为B，金属杆MN的长度为L，速度为v。
a．请通过法拉第电磁感应定律推导证明，金属杆MN切割磁感线产生的电动势。
b．请结合电源电动势定义式推导证明，金属杆MN切割磁感线产生的电动势。
（2）已知定值电阻的阻值为R，金属杆MN的电阻为r，水平恒力为F，某段时间内，金属杆MN向右运动距离为x。
a．请结合能量守恒定律，求这段时间内金属杆MN上产生的热量Q；
b．经典物理学认为，在金属导体中，定向移动的自由电子频繁地与金属离子发生碰撞，把定向移动的动能不断传递给金属离子，使金属离子的热振动加剧，因而导体的温度升高。在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力。
展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此基础上求这段时间内金属杆MN上产生的热量Q。

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