7.如圖所示,邊長為L電阻不計的n匝止方形金屬線框位于豎直平面內(nèi),連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為P、U,線框及小燈泡的總質(zhì)量為m,在線框的 下方有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域?qū)挾葹閘,磁感應(yīng)強度方向與線框平面乘直,其上、下邊界與線框底邊均水平.線框從圖示位置開始靜止下落,穿越磁場的過程中,小燈泡始終正常發(fā)光.則( 。
A.有界磁場寬度l<L
B.磁場的磁感應(yīng)強度應(yīng)為$\frac{mgU}{nPL}$
C.線框勻速穿越磁場,速度恒為$\frac{P}{mg}$
D.線框穿越磁場的過程中,燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為mgL

分析 小燈泡始終正常發(fā)光,說明線框進入磁場做勻速運動,而且進入磁場和穿出磁場的過程都做勻速運動.根據(jù)平衡條件和功率公式求解磁場的磁感應(yīng)強度.由功能關(guān)系知道燈泡的功率等于線框重力的功率,由P=mgv求解速度.由能量守恒定律求解焦耳熱.

解答 解:A、小燈泡始終正常發(fā)光,說明線框進入磁場做勻速運動,而且進入磁場和穿出磁場的過程都做勻速運動,則知有界磁場寬度l=L,故A錯誤.
B、燈泡正常發(fā)光時電流為:I=$\frac{P}{U}$
根據(jù)線框勻速運動受力平衡得:nBIL=mg,可得:B=$\frac{mgU}{nPL}$.故B正確.
C、設(shè)線框勻速運動的速度為v,由功能關(guān)系得:mgv=P,v=$\frac{P}{mg}$,故C正確.
D、線框穿越磁場的過程中,由能量守恒定律得燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為2mgL,故D錯誤.
故選:BC.

點評 解決本題的關(guān)鍵是分析線框的運動情況,運用力學(xué)方法分析.可從力和能兩個角度進行研究.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.“嫦娥二號”衛(wèi)星射后通過自帶的小型火箭多次變軌,進入地月轉(zhuǎn)移軌道.2010所10月9日上午11時32分,在北京航天飛行控制中心的精確控制下,”嫦娥二號”衛(wèi)星成功實施第三次近月制動,順利進入軌道高度為100km的圓形環(huán)月工作軌道,”嫦娥二號”的重要任務(wù)之一是要對”嫦娥三號”做好前期的準備工作.
(1)上網(wǎng)查得”嫦娥二號”繞月運動的周期為118min,速度約為1600m/s,請求出”嫦娥二號”衛(wèi)星繞月球運動的軌道半徑.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面某處以速度V0豎起向上拋出一個小于,經(jīng)過時間t,小球落回拋出點,已知月球半徑為R月,引力常量為G,請求出月球的質(zhì)量M月.

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18.如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不可忽略,R為半導(dǎo)體熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減。(dāng)R所在位置溫度升高時( 。
A.燈泡L1變亮B.燈泡L2變亮
C.電壓表讀數(shù)增大D.電源內(nèi)阻消耗功率減小

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15.如圖所示,水平面上兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,左端用導(dǎo)線連接阻值為R的電阻.在間距為d的虛線MN、PQ之間,存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場,磁感應(yīng)強度大小只隨著與MN的距離變化而變化.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,在大小為F的水平恒力作用下由靜止開始向右運動,到達虛線MN時的速度為v0.此后恰能以加速度a在磁場中做勻加速運動.導(dǎo)軌電阻不計,始終與導(dǎo)體棒電接觸良好.求:
(1)導(dǎo)體棒開始運動的位置到MN的距離x;
(2)磁場左邊緣MN處的磁感應(yīng)強度大小B;
(3)導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR

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2.如圖甲所示,圓形導(dǎo)線框與電阻R串聯(lián),框內(nèi)有變化的磁場.取由a經(jīng)R流向b為感應(yīng)電流iR的正方向,測得iR隨時間t變化的圖象如圖乙所示.取垂直紙面向里為磁場的正方向,則描述磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象正確的是( 。
A.B.C.D.

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12.歷史上首先正確認識力和運動的關(guān)系,推翻“力是維持物體運動的原因”的物理學(xué)家是( 。
A.阿基米德B.牛頓C.伽利略D.托里拆利

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19.如圖所示,輕桿BC的C點用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的B點通過水平細繩AB使桿與豎直墻壁保持30°的夾角.若在B點系一細繩BD,其下端懸掛一質(zhì)量m=30kg的重物,g取10m/s2.試求:輕桿BC和繩AB所受彈力的大。

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16.據(jù)媒體報道:2010年1月12日,美國宇航局用最新天文望遠鏡--廣域紅外探測器“WISE”,發(fā)現(xiàn)一顆圍繞太陽運行的小行星,代號為“2010AB78”,“WISE”觀測的數(shù)據(jù)顯示,該小行星與太陽的距離約等于地球與太陽的距離,但由于其軌道傾斜,所以距離地球很遠,不會對地球構(gòu)成威脅,已知火星圍繞太陽公轉(zhuǎn)的周期約為2年,假定該小行星和火星均以太陽為中心做勻速圓周運動,則火星和該小行星繞太陽運行的線速度的比值約為( 。
A.$\frac{\sqrt{2}}{2}$B.$\frac{\root{3}{4}}{2}$C.$\sqrt{2}$D.$\root{3}{2}$

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17.探究一個未知導(dǎo)體元件Rx(阻值約為100Ω)的阻值實驗室提供如下器材:
電流表A1(量程30mA,內(nèi)阻為20Ω)    
電流表A2(量程500μA,內(nèi)阻為lKΩ)
電壓表V(量程15V,內(nèi)阻3kΩ)
滑動變阻器R1(最大阻值為50Ω)
滑動變阻器R2(最大阻值為5KΩ)
電阻箱R0(阻值范圍0-9999Ω)
穩(wěn)壓直流電源E(電動勢4V)
電鍵S、導(dǎo)線若干
①為了盡可能提高測量準確度,除了未知導(dǎo)體元件Rx、電源E、電鍵S、導(dǎo)線外,還需選擇的器材有A1,A2,R0,R1(填器材后面的代號):
②在虛線方框中畫出實驗電路圖,并在圖中標明器材代號.
③寫出計算未知導(dǎo)體元件阻值的表達式Rx=$\frac{{I}_{2}({R}_{0}+{R}_{{A}_{2}})}{{I}_{1}-{I}_{2}}$(用字母表示),公式中字母的意義是:I2電流表A2的電流,RA2電流表A2的電阻,R0滑動變阻箱的電阻,I1電流A1的電流.

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