7.如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿受到水平向左、垂直于桿的恒力F作用,從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)距離L時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g.對(duì)于此過程,下列說法中正確的是(  )
A.桿的速度最大值為$\frac{F(R+r)}{{{B^2}{L^2}}}$
B.流過電阻R的電量為$\frac{BdL}{R}$
C.恒力F做的功與安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量
D.安倍力做功的絕對(duì)值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱

分析 當(dāng)桿子所受的合力為零時(shí)速度最大,根據(jù)平衡結(jié)合閉合電路歐姆定律以及切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出最大速度.
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而得出平均感應(yīng)電流,根據(jù)q=It求出通過電阻的電量.根據(jù)動(dòng)能定理判斷恒力、摩擦力、安培力做功與動(dòng)能的關(guān)系.

解答 解:A、當(dāng)桿的速度達(dá)到最大時(shí)作勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)最大速度為v,此時(shí)桿所受的安培力為F=$\frac{{B}^{2}tmfyrra^{2}v}{R+r}$,桿受力平衡,故F-μmg-F=0,所以可得v=$\frac{(F-μmg)(R+r)}{{B}^{2}qjrzeqc^{2}}$ $\frac{(F-μmg)(R+r)}{{B}^{2}{L}^{2}}$.故A錯(cuò)誤.
B、流過電阻R的電荷量為q=It=$\frac{△Φ}{R+r}$=$\frac{BLd}{R+r}$,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)動(dòng)能定理知,恒力F、安培力、摩擦力做功的代數(shù)和等于桿動(dòng)能的變化量,故C錯(cuò)誤.
D、根據(jù)功能關(guān)系知,安倍力做功的絕對(duì)值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱.故D正確.
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合運(yùn)用了法拉第電磁感應(yīng)定律以及切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小公式E=BLv,應(yīng)用時(shí)要注意金屬棒的切割磁感線的長度是d,不是L.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,傾角為θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定擋板C,勁度系數(shù)為k1的輕彈簧兩端分別與質(zhì)量均為m的物體A和B連接,勁度系數(shù)為k2的輕彈簧一端與A連接,另一端通過一根輕繩與一輕質(zhì)小桶P相連,跨過光滑的定滑輪Q放在斜面上,B靠在擋板C處,A和B均靜止.現(xiàn)緩慢地向小桶P內(nèi)加入細(xì)砂,當(dāng)B與擋板C間擠壓力恰好為零時(shí),
求:(1)小桶P內(nèi)所加入的細(xì)砂質(zhì)量;
(2)小桶下降的距離.

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18.如圖所示,高為h=1.25m的平臺(tái)上,覆蓋著一層薄冰.現(xiàn)有一質(zhì)量為60kg的滑雪愛好者,以一定的初速度v向平臺(tái)邊緣滑去,著地時(shí)的速度方向與水平地面的夾角為45°(重力加速度g取10m/s2).由此可知以下判斷錯(cuò)誤的是(  )
A.滑雪者離開平臺(tái)邊緣時(shí)的速度大小是5.0m/s
B.滑雪者著地點(diǎn)到平臺(tái)邊緣的水平距離是2.5m
C.滑雪者在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.5s
D.著地時(shí)滑雪者的瞬時(shí)速度為5m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖1所示,面積為0.05m2的100匝導(dǎo)體線圈與5.0Ω的電阻連接成閉合回路,線圈的總電阻也為5.0Ω,圓環(huán)處于垂直紙面向里的磁場(chǎng)中,該磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正方向.求:

(1)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向;
(2)電阻R消耗的電功率.

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2.如圖,在水平面上有一個(gè)固定的兩根光滑金屬桿制成的37°角的導(dǎo)軌AO和BO,在導(dǎo)軌上放置一根始終和OB垂直的金屬桿CD,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長度的電阻值均為0.1Ω/m,整個(gè)裝置位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,現(xiàn)給棒CD一個(gè)水平向右的外力,使CD棒從t=0時(shí)刻由O點(diǎn)處開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為1m/s2
求(1)t=4s時(shí),回路中的電流大;
(2)t=4s時(shí),CD棒上安培力的功率是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.2013年7月7日,溫網(wǎng)女雙決賽開打,“海峽組合”彭帥、謝淑薇擊敗澳大利亞組合奪得職業(yè)生涯首個(gè)大滿貫冠軍.如圖所示是比賽場(chǎng)地,已知底線到網(wǎng)的距離為L,彭帥在網(wǎng)前截?fù)簦羲谇蚓W(wǎng)正上方距地面H處,將球以水平速度沿垂直球網(wǎng)的方向擊出,球剛好落在底線上.將球的運(yùn)動(dòng)視作平拋運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。
A.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于L
B.根據(jù)題目條件能求出球從擊出至落地所用時(shí)間t
C.根據(jù)題目條件能求出球的水平速度v
D.質(zhì)量越大的球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的速度越大

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19.實(shí)驗(yàn)題
某同學(xué)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與哪些因素有關(guān),他以圓型砂輪為研究對(duì)象,研究其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與其質(zhì)量、半徑、角速度等的具體關(guān)系.如圖所示,砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn),測(cè)得其角速度為ω,然后讓砂輪脫離動(dòng)力,用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下,設(shè)尺和砂輪間的摩擦力恒為$\frac{10}{π}$N,不計(jì)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量及其與支架間的摩擦.分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪,使其以不同的角速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后得到的數(shù)據(jù)如表所示:
次數(shù)半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad•s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能/J
141286.4
24131814.4
34143225.6
44221612.8
543224A
64423225.6
78121625.6
812122457.6
9161232102.4
①由1至3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與角速度的關(guān)系為B(選填字母符號(hào))
A. Ek∞ω   B.Ek∞ω2   C.Ek∞ω3
②由4次和6次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出第5次砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,A=19.2J
③由7至9次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與砂輪半徑的關(guān)系為B(選填字母符號(hào))
A.Ek∞r(nóng) B.Ek∞r(nóng)2  C.Ek∞r(nóng)3

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16.關(guān)于合力與分力的關(guān)系,下列說法正確的是( 。
A.合力一定比分力大B.合力至少比其中一個(gè)分力大
C.合力一定比分力小D.合力可能比每一個(gè)分力都小

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17.放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用,力F的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示;物塊的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,6s后的速度-時(shí)間圖象沒有畫出,g取10m/s2.下列說法正確的是(  )
A.滑動(dòng)時(shí)物塊受到的摩擦力大小是3 N
B.物塊的質(zhì)量為4.5 kg
C.物塊在6 s~9 s內(nèi)的加速度大小是2 m/s2
D.物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.4

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