20.如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強磁場中,磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向里,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由滑動,導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R,導(dǎo)軌電阻不計.現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,若保持拉力恒定,當(dāng)速度為v時加速度為a1,最終以速度2v做勻速運動;若保持拉力的功率恒定,當(dāng)速度為v時加速度為a2,最終也以2v做勻速運動,則( 。
A.a2=a1B.a2=2a1C.a2=3a1D.a2=4a1

分析 分析清楚兩種情況下的運動形式區(qū)別,然后根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律求解,注意兩種情況下導(dǎo)體棒最終勻速運動時所受拉力大小是相同的.

解答 解:由于兩種情況下,最終棒都以速度2v勻速運動,此時拉力與安培力大小相等,則有:
F=F=BIL=BL•$\frac{BL•2v}{R}$=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$
當(dāng)拉力恒定,速度為v,加速度為a1時,根據(jù)牛頓第二定律有:F-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=ma1 
由①②解得:a1=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$.
若保持拉力的功率恒定,速度為2v時,拉力為F,則有:P=F•2v,
又F=F=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$
得:P=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$
則當(dāng)速度為v時,拉力大小為:F1=$\frac{P}{v}$=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$;
根據(jù)牛頓第二定律得:F1-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=ma2
解得:a2=$\frac{3{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$,
所以有a2=3a1,故C正確,ABD錯誤;
故選:C.

點評 本題可以和機車啟動的兩種方式進行類比解答,只不過機車啟動時阻力不變,而該題中阻力為安培力,是不斷變化的.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.在人類對微觀世界進行探索的過程中,科學(xué)實驗起到了非常重要的作用.下列說法符合歷史事實的是( 。
A.密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值
B.貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核
C.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素
D.盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.美國新澤西州六旗大冒險主題公園內(nèi)的跳樓機為世界上最高的跳樓機.它能讓人們體驗到短暫的“完全失重”.參加體驗的游客被安全帶固定在座椅上,電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面130m高處由靜止釋放,人與座椅沿軌道先做自由落體運動,接著做勻減速運動,在下落到離地面9m高處時速度剛好減小到零,整個過程歷時6.5s.最后將游客安全地送回地面.(已知人的質(zhì)量為60kg,g取10m/s2)求:
(1)整個過程人和座椅的最大速度;
(2)人與座椅做自由下落的時間;
(3)在勻減速階段,座椅對游客的作用力大。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在粗糙水平地面上,通過最高點處的釘子用水平輕質(zhì)細線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B,重力加速度為g.則(  )
A.A對地面的摩擦力方向向左
B.B對A的壓力大小為$\frac{R+r}{R}$mg
C.細線對小球的拉力大小為$\frac{r}{R}$mg
D.若剪斷繩子(A不動),則此瞬時球B加速度大小為$\frac{{\sqrt{{{(R+r)}^2}-{R^2}}}}{R}g$

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15.一賽艇停在平靜的水面上,賽艇前端有一標記P離水面的高度為h1=0.6m,尾部下端Q略高于水面;賽艇正前方離賽艇前端s1=0.8m處有一浮標,示意如圖.一潛水員在浮標前方s2=3.0m處下潛到深度為h2時,看到標記剛好被浮標擋住,此處看不到船尾端Q;繼續(xù)下潛△h=2.0m,恰好能看見Q.(已知水的折射率n=$\frac{4}{3}$)求
①深度h2
②賽艇的長度l.(可用根式表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點:
①水平方向做勻速運動,
②豎直方向做自由落體運動.
為了研究平拋物體的運動,可做下面的實驗:如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球就水平飛出,同時B球被松開,做自由落體運動,兩球同時落到地面,這個實驗 (  )
A.只能說明上述規(guī)律中的第①條B.只能說明上述規(guī)律中的第②條
C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時說明上述兩條規(guī)律

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.下列說法符合史實的是( 。
A.開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
B.牛頓提出了日心說
C.卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量
D.哥白尼提出了地心說

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9.木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短.則在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的過程中( 。
A.子彈A損失的機械能等于木塊B增加的機械能
B.子彈A損失的機械能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量
C.子彈A損失的動量等于木塊B增加的動量
D.子彈A損失的動量不等于木塊B增加的動量

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,O是波源,a、b、c、d是波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置,且oa=ab=bc=cd,t1=0時各質(zhì)點均靜止在平衡位置,波源O開始沿y軸正方向做簡諧運動,形成一列沿x軸正方向傳播的簡諧波.在t2=0.3s,波源O第一次到達負向最大位移處,簡諧波恰好傳到c點.下列說法正確的是( 。
A.波的周期為1.2s
B.t2=0.3s,a質(zhì)點向y軸正方向運動
C.t2=0.3s,b質(zhì)點的加速度達正向最大
D.當(dāng)d點開始振動時的起振方向沿y軸正方向

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