如圖,在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑金屬導軌ab與cd,阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連.金屬滑桿MN垂直于導軌并可在導軌上滑動.整個裝置放于勻強磁場中,磁場的方向豎直向上,磁感應(yīng)強度的大小為B.滑桿與導軌電阻不計,滑桿的中點系一不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一質(zhì)量為m的物塊相連,拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài).現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊,用I表示回路中的感應(yīng)電流,g表示重力加速度,則在物塊下落過程中物塊的速度可能( 。
分析:從靜止開始釋放物塊,滑桿MN切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力作用,物塊和滑桿先做加速運動,后做勻速運動,根據(jù)平衡條件求出勻速運動時的速度,物塊的速度小于等于該速度.物塊勻速下降時,重力的功率等于電功率,在加速運動的過程中,重力的功率則大于電功率,由功率關(guān)系也可以 研究速度與
I2R
mg
的關(guān)系.
解答:解:從靜止開始釋放物塊,物塊和滑桿先做加速運動,后做勻速運動.
當物塊和滑桿做加速運動時,物塊的重力大于安培力,則有:
mg>
B2l2v
R
,得:v<
mgR
B2l2
,
又在此過程中,物塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為物塊和滑桿的動能和電路的電能,則有
mgv>I2R,得 v>
I2R
mg
當兩者做勻速運動時,則有:
mg=
B2l2v
R
,則v=
mgR
B2l2

又由物塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能,則有:mgv=I2R,v=
I2R
mg
.故ABD正確,C錯誤.
故選ABD
點評:本題從力和能兩個角度研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.從能量的角度,要分析能量轉(zhuǎn)化的去向,搞清重力勢能與電能的關(guān)系是關(guān)鍵.
練習冊系列答案
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(2012?孝感二模)如圖(1)所示,一根輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上,右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊,小物塊與彈簧不連接,小物塊的質(zhì)量為m=2kg,當彈簧處于原長時,小物塊靜止于O點.現(xiàn)對小物塊施加一個外力,使它緩慢移動,壓縮彈簧(壓縮量為xA )至A點,此吋彈簧的彈性勢能Ep=2.3J.在這一過程中,所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖(2)所示.然后突然撤去外力,讓小物塊沿桌面運動到S點后水平拋出.已知A、B之間的距離為L=0.65m.水平桌面的高為h=5m,計箅時,可認為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力.g取1Om/s2.求:
(1)在A點釋放小物塊后瞬間,小物塊的加速度;
(2)小物塊落地點與桌邊B的水平距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?安丘市模擬)如圖所示,相距為l的光滑平行金屬導軌ab、cd放置在水平桌面上,阻值為R的電阻與導軌的兩端a、c相連.滑桿MN質(zhì)量為m,垂直于導軌并可在導軌上自由滑動,不計導軌、滑桿以及導線的電阻.整個裝置放于豎直方向的范圍足夠大的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的大小為B.滑桿的中點系一不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與另一質(zhì)量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態(tài).現(xiàn)將物塊由靜止釋放,當物塊達到最大速度時,物塊的下落高度h=
2m2gR2
(Bl)4
,用g表示重力加速度,則在物塊由靜止開始下落至速度最大的過程中( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一根原長為L0的輕質(zhì)彈簧,下端固定在水平桌面上,上端固定一個質(zhì)量為m的物體A,A靜止時彈簧的壓縮量為△L1,在A上再放一個質(zhì)量為m的物體B,待A、B靜止后,再在B上施加一個豎直向下的力,力使彈簧又縮短了△L2,這時彈簧的彈性勢能為EP.現(xiàn)突然撤去力F.求:
(1)撤除力F以后B脫離A向上飛出的瞬間彈簧長度為多少?要有分析過程.
(2)B脫離A時B的速度大小為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

某同學查資料得知:彈簧的彈性勢能僅與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān),并且與形變量的平方成正比.為了檢驗此結(jié)論的正確性,他設(shè)計了如下實驗:
(a)取一根輕質(zhì)彈簧和一根內(nèi)徑略大的直玻璃管,將玻璃管固定在水平桌面上,將彈簧插入玻璃管并固定一端,如圖1所示.
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(c)然后突然撤去外力,小鋼球沿水平方向彈出落在地面上,記錄小鋼球的落地位置.
(d)保持彈簧壓縮量不變,重復(fù)10次上述操作,從而確定小鋼球的平均落點,測得小鋼球的水平射程s.
(e)多次改變彈簧的壓縮量x的數(shù)值x1、x2、x3、…,重復(fù)以上步驟,測得小鋼球的多組水平射程s1、s2、s3、…
請你回答下列問題:
(1)在實驗中,“保持彈簧壓縮量不變,重復(fù)10次上述操作,從而確定小鋼球的平均落點”的目的是為了減小
 
(填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”).
(2)若要測量小鋼球的水平射程s,除圖中畫出的器材以外,還必須選取的實驗器材是
 
.(填寫器材代號)
A.秒表  B.刻度尺  C.螺旋測微器   D.白紙  E.復(fù)寫紙
(3)該同學根據(jù)實驗的測量結(jié)果,作出彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象(如圖2),測量出了桌面離地面的高度為h,小球的質(zhì)量為m,根據(jù)能量守恒定律推導出了彈性勢能EP與水平射程s的關(guān)系式:EP=
 
.根據(jù)彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象,推斷出彈簧的彈性勢能EP與x2成正比理由是
 
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科目:高中物理 來源:0118 競賽題 題型:計算題

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