【題目】如圖所示,固定的豎直光滑U型金屬導(dǎo)軌,間距為L(zhǎng),上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平且垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為k的固定輕彈簧相連放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì).初始時(shí)刻,彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),其伸長(zhǎng)量為x1= ,此時(shí)導(dǎo)體棒具有豎直向上的初速度v0 . 在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.則下列說(shuō)法正確的是( 。

A.初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力大小F=
B.初始時(shí)刻導(dǎo)體棒加速度的大小a=2g+
C.導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng),最終將靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)
D.導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q= mv02+

【答案】B,C
【解析】解:A、導(dǎo)體棒的初速度為v0,初始時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:

E=BLv0

設(shè)初始時(shí)刻回路中產(chǎn)生的電流為I,由閉合電路的歐姆定律得:

I=

設(shè)初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力為F,由安培力公式得:F=BIL

聯(lián)立上式得,F(xiàn)= .A不符合題意;

B、初始時(shí)刻,彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),棒受到重力、向下的安培力和彈簧的彈力,所以:ma=mg+kx+F

得:a=2g+ .B符合題意;

C、從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中,導(dǎo)體棒減少的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能,另一部分通過(guò)克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電路中的電能;當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí),棒受到重力和彈簧的彈力,受力平衡,所以彈力的方向向上,此時(shí)導(dǎo)體棒的位置比初始時(shí)刻降低了,C符合題意;

D、導(dǎo)體棒直到最終靜止時(shí),棒受到重力和彈簧的彈力,受力平衡,則:mg=kx2,得:x2= .由于x1=x2,所以彈簧的彈性勢(shì)能不變,

由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:mg(x1+x2)+Ek=Q

解得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量:Q= mv02+

可知R上產(chǎn)生的熱量要小于系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量.D不符合題意.

所以答案是:BC

【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解功能關(guān)系的相關(guān)知識(shí),掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1,以及對(duì)電磁感應(yīng)與力學(xué)的理解,了解用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;求回路中電流強(qiáng)度;分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】酒后駕駛會(huì)導(dǎo)致許多安全隱患,是因?yàn)轳{駛員的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng),反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間.下表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離,“制動(dòng)距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動(dòng)時(shí)的加速度大小都相同).

速度(m/s)

思考距離/m

制動(dòng)距離/m

正常

酒后

正常

酒后

15

7.5

15.0

22.5

30.0

20

10.0

20.0

36.7

46.7

25

12.5

25.0

54.2

x

分析上表可知,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多0.5 s
B.若汽車以20 m/s的速度行駛時(shí),發(fā)現(xiàn)前方40 m處有險(xiǎn)情,酒后駕駛不能安全停車
C.汽車制動(dòng)時(shí),加速度大小為10 m/s2
D.表中x為66.7

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平地面上,相距L=10m的A、B兩個(gè)小球均以v0=10m/s向右運(yùn)動(dòng),隨后兩球相繼滑上傾角為30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜坡,地面與斜坡平滑連接,取g=10m/s2 . 求:A球滑上斜坡后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間兩球相遇.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,物體在斜面上保持靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是( )

A.重力可分解為沿斜面向下的力和對(duì)斜面的壓力
B.物體對(duì)斜面的壓力與斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力
C.重力沿斜面向下的分力與斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)平衡力
D.斜面對(duì)物體的作用力一定豎直向上

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰,如圖所示為兩球碰撞前后的位移時(shí)間圖象.a(chǎn)、b分別為A、B兩球碰前的位移圖象,C為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移圖象,若A球質(zhì)量是m=2kg,則由圖象判斷下列結(jié)論正確的是(  )

A.A,B碰撞前的總動(dòng)量為3kgm/s
B.碰撞時(shí)A對(duì)B所施沖量為﹣4Ns
C.碰撞前后A的動(dòng)量變化為4kgm/s
D.碰撞中A,B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物塊A和長(zhǎng)木板B質(zhì)量均為m=1kg,AB之間、B與地面之間動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.5μ2=0.2,開始時(shí)A靜止在B左端,B停在水平地面上.某時(shí)刻起給A施加一大小為9N的水平拉力F,t0=1s后撤去F,最終A恰好停在B右端.(g10m/s2

(1)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明前1s內(nèi)木板B是否運(yùn)動(dòng).

(2)1s末物塊A的速度.

(3)A開始運(yùn)動(dòng)到恰好停在木板B的右端B所產(chǎn)生的位移.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,小球被輕質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上,設(shè)小球質(zhì)量為m,斜面傾角α=30°,細(xì)繩與豎直方向夾角θ=30°,斜面體的質(zhì)量M=3m,置于粗糙水平面上.求:

1)當(dāng)斜面體靜止時(shí),細(xì)繩對(duì)小球拉力的大?

2)地面對(duì)斜面體的摩擦力的大小和方向?

3)若地面對(duì)斜面體的最大靜摩擦力等于地面對(duì)斜面體支持力的k倍,為了使整個(gè)系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài),k值必須滿足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖為某高速公路一出口路段,轎車從出口A進(jìn)入匝道,先勻減速直線通過(guò)下坡路段至B(通過(guò)B點(diǎn)前后速率不變),后勻速率通過(guò)水平圓弧路段至C,已知轎車在A點(diǎn)的速度,AB長(zhǎng)BC圓弧段限速(允許通過(guò)的最大速度),輪胎與BC段路面間的動(dòng)摩擦因數(shù),最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度

1)求轎車在AB下坡段加速度大小的最小值;

2)為保證行車安全,車輪不打滑,BC段半徑R的最小值多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演,他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)自由下落180米的距離時(shí),打開降落傘,傘張開后運(yùn)動(dòng)員就以14 m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面時(shí)速度為4 m/s,(g10 m/s2) 問(wèn):

(1)運(yùn)動(dòng)員打開降落傘時(shí)的瞬時(shí)速度是多少?

(2)離開飛機(jī)時(shí)到運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面所用的總時(shí)間為多少?

(3)運(yùn)動(dòng)員從多高地方離開飛機(jī)做跳傘表演?

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同步練習(xí)冊(cè)答案