20.建立圖中所示的x軸,邊長為l、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框abcd,ab邊與x軸垂直,線框以一定的初速度向右運(yùn)動穿過磁場區(qū)域,運(yùn)動方向始終平行于x軸,金屬框的ab邊進(jìn)入磁場后,只考慮安培力對線框的作用,已知其速度大小與ab邊的x坐標(biāo)滿足v=v0-kx的關(guān)系(k為已知恒量),若全屬框通過磁場后恰好靜止,則(  )
A.線框進(jìn)入磁場的過程中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為$\frac{\sqrt{kmR}}{l}$
C.線框的初速度大小為kl
D.線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為2mk2l2

分析 感應(yīng)電流方向根據(jù)楞次定律判斷.根據(jù)F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$分析安培力與x的關(guān)系,由動能定理求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,由能量守恒定律求熱量.

解答 解:A、線框進(jìn)入磁場時磁通量增加,根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針.故A正確.
BC、根據(jù)安培力公式F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$和v=v0-kx得:
安培力大小為 F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}({v}_{0}-kx)}{R}$,可知,安培力隨x的增大而均勻減小,線框剛進(jìn)入磁場時x=0,安培力的大小為 F1=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}{v}_{0}}{R}$.線框剛出磁場時,v=0,安培力大小為
F2=0.根據(jù)動能定理得:-$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{2}$•2l=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,解得 B=$\frac{mR{v}_{0}}{2{l}^{2}}$.
由題:x=2l時,v=0,由v=v0-kx=0,得初速度為v0=2kl,代入上式得:B=$\frac{kmR}{l}$.故BC錯誤.
D、根據(jù)能量守恒得:產(chǎn)生熱量為 Q=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=2mk2l2.故D正確.
故選:AD

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵要掌握安培力的經(jīng)驗(yàn)公式F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$,得到F隨x均勻變化,根據(jù)安培力的平均值求其做功.

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

18.下列說法正確的是(  )
A.歐姆表的每一擋測量范圍都是0到∞
B.歐姆表只能用來粗略地測量電阻
C.用歐姆表測電阻,指針越接近刻度中央,誤差越大
D.用歐姆表測電阻,指針越接近刻度右邊,誤差越小

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8.如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊從A點(diǎn)以初速度v0=2m/s沖上以恒定速度v=10m/s順時針轉(zhuǎn)動的傳送帶AB,已知傳送帶AB與水平夾角θ=30°,AB長20m,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$,問物塊m是否能到達(dá)頂點(diǎn)B,若不能,說明理由;若能,求出到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖所示,長L=0.4m不可伸長的輕繩一端固定于O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量m=0.05kg的小球,拉起小球至繩恰好伸直并處于水平后,在A點(diǎn)以豎直向下的初速度v0=2$\sqrt{2}$m/s釋放,當(dāng)小球運(yùn)動至O點(diǎn)的正下方B點(diǎn)時,繩恰好斷裂,小球繼續(xù)運(yùn)動并垂直打在同一豎直平面內(nèi)且與水平面成θ=30°、無限大的擋板MN上的C點(diǎn).g=10m/s2
試求:小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)重力做的功及在C點(diǎn)時重力的瞬時功率(用根號表示)

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5.如圖所示是一質(zhì)點(diǎn)從位移原點(diǎn)出發(fā)的v-t圖象,下列說法正確的是(  )
A.1 s末質(zhì)點(diǎn)離開原點(diǎn)最遠(yuǎn)B.2 s末質(zhì)點(diǎn)回到原點(diǎn)
C.3 s末質(zhì)點(diǎn)離開原點(diǎn)最遠(yuǎn)D.4 s末質(zhì)點(diǎn)回到原點(diǎn)

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12.如圖所示,街上的路燈由彎曲鋼管支撐著處于靜止?fàn)顟B(tài),則鋼管對路燈作用力的方向是( 。
A.沿鋼管末端的切線方向斜向下,如圖中①
B.沿垂直鋼管末端的切線方向斜向上,如圖中②
C.豎直向上,如圖中③
D.沿鋼管末端的切線方向斜向上,如圖中④

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9.關(guān)于位移和路程,下列理解正確的是(  )
A.位移是描述物體位置變化的物理量
B.路程是精確描述物體位置變化的物理量
C.只要運(yùn)動物體的初、末位置確定,位移就確定,路程也確定
D.物體沿直線向某一方向運(yùn)動,位移的大小等于路程

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,物體和斜面都處于靜止?fàn)顟B(tài),對物體受力分析,哪一組是作用在物體上的按性質(zhì)命名的所有力(  )
A.重力、支持力、摩擦力、下滑力B.重力、壓力、下滑力
C.重力、支持力、摩擦力D.重力、彈力、摩擦力

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同步練習(xí)冊答案