9.圖甲為水平放置的兩根平行光滑導(dǎo)軌,處在垂直軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.均勻金屬棒AB垂直于導(dǎo)軌水平靜止放置.從t=0時(shí)刻開始在AB棒上通有圖乙所示的交變電流,規(guī)定甲圖所示的電流方向?yàn)檎较颍铝姓f(shuō)法正確的是( 。
A.金屬棒將在某一范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)B.t1時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度最大
C.t2時(shí)刻導(dǎo)體棒的加速度最大D.安培力時(shí)而做正功,時(shí)而做負(fù)功

分析 根據(jù)F=BIL分析安培力隨電流的變化關(guān)系,由牛頓第二定律分析導(dǎo)體棒的加速度的變化,結(jié)合運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性分析導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可.

解答 解:根據(jù)左手定則可知,當(dāng)電流的方向向下時(shí),棒受到的安培力的方向向右;同理,當(dāng)電流的方向向上上,則棒受到的安培力的方向向左.
A、由于電流隨時(shí)間按照正弦規(guī)律變化,而安培力:F=BIL與電流成正比,所以導(dǎo)體棒受到的安培力也隨時(shí)間按照正弦規(guī)律變化,在前半個(gè)周期內(nèi)(0-t2時(shí)間內(nèi))棒受到的安培力的方向向右,所以棒向右做加速運(yùn)動(dòng);在后半個(gè)周期內(nèi)棒受到的安培力的方向向左,將向右做減速運(yùn)動(dòng),由于加速階段的加速度和減速階段的加速度具有對(duì)稱性,所以由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,當(dāng)t=t4時(shí)刻棒的速度恰好為0;而后,在以后的歌周期內(nèi)棒將不斷重復(fù)第一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng).所以棒將一直向右運(yùn)動(dòng).故A錯(cuò)誤;
B、導(dǎo)體棒在前半個(gè)周期內(nèi)(0-t2時(shí)間內(nèi))棒受到的安培力的方向向右,所以棒向右做加速運(yùn)動(dòng),后半個(gè)周期內(nèi)棒受到的安培力的方向向左,將向右做減速運(yùn)動(dòng),所以t2時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度最大.故B錯(cuò)誤;
C、由于安培力:F=BIL與電流成正比,所以導(dǎo)體棒受到的安培力也隨時(shí)間按照正弦規(guī)律變化,在t1時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力最大,所以加速度最大.故C錯(cuò)誤;
D、導(dǎo)體棒一直向右運(yùn)動(dòng),前半個(gè)周期內(nèi)(0-t2時(shí)間內(nèi))棒受到的安培力的方向向右,安培力做正功;后半個(gè)周期內(nèi)棒受到的安培力的方向向左,安培力做負(fù)功.故D正確.
故選:D

點(diǎn)評(píng) 該題結(jié)合安培力隨電流變化的規(guī)律,考查牛頓第二定律的瞬時(shí)性的理解與應(yīng)用能力,解答該題,關(guān)鍵要從運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性來(lái)考慮,明確在t=t4時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為0.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

19.(1)同學(xué)們利用如圖1所示方法估測(cè)反應(yīng)時(shí)間.首先,甲同學(xué)捏住直尺上端,使直尺保持豎直狀態(tài),直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間.當(dāng)乙看見(jiàn)甲放開直尺時(shí),立即用手指捏直尺,若捏住位置刻度讀數(shù)為x,則乙同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為$\sqrt{\frac{2x}{g}}$ (重力加速度為g).
(2)小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備利用如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置做研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)開始前,請(qǐng)你幫助他檢查該實(shí)驗(yàn)裝置中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng):
①應(yīng)使用4-6V交流電源;
②小車釋放的位置應(yīng)該靠近計(jì)時(shí)器.
(3)正確調(diào)整裝置后,該同學(xué)打出的紙帶部分如圖3所示,用刻度尺量出AC長(zhǎng)度為x1,BD間長(zhǎng)度為x2,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T,則B點(diǎn)時(shí)小車速度為$\frac{{x}_{1}}{2T}$,求小車運(yùn)動(dòng)的加速度為$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.如圖所示,一直流電動(dòng)機(jī)與阻值R=9Ω的電阻串聯(lián)在電源上,電源電動(dòng)勢(shì)E=30V,內(nèi)阻r=1Ω,用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端電壓U=10V,已知電動(dòng)機(jī)線圈電阻RM=1Ω,則下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.電源的輸出功率為56WB.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為20W
C.通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為10AD.電動(dòng)機(jī)的效率為80%

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述,下列說(shuō)法中正確的有(  )
①磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的,磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣,是一種物質(zhì);
②磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向;
③磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線,沒(méi)有細(xì)鐵屑的地方就沒(méi)有磁感線.
A.只有①②B.①②③C.只有②③D.只有①③

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.如圖甲所示,在水平桌面上有一質(zhì)量為m1的物塊A,桌面的左端安裝一個(gè)光滑的定滑輪,物塊A通過(guò)輕繩繞過(guò)定滑輪與放在水平地面上質(zhì)量為m2的物塊B相連,物塊B距離滑輪的高度為h0.現(xiàn)在物塊A上施加一個(gè)水平向右的恒力F,使A由靜止開始水平向右運(yùn)動(dòng).規(guī)定桌面為零勢(shì)能面,B物塊的機(jī)械能EB隨上升高度h的變化規(guī)律如圖乙所示.已知A物塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊可看做質(zhì)點(diǎn),求:

(1)E1和E2的數(shù)值;
(2)恒力F的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

14.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.物體的溫度降低,個(gè)別分子的動(dòng)能可能會(huì)增大
B.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的
C.食鹽熔化的過(guò)程中溫度不變,說(shuō)明食鹽是晶體
D.系統(tǒng)對(duì)外做功,內(nèi)能一定減少
E.熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程會(huì)有一定的方向性

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.某三棱鏡的橫截面是一等腰直角三角形.如圖所示∠C=90°,入射光線從AC面的D點(diǎn)沿平行于底面AB射入,已知AC=6.2cm,AD=1.2cm,光線最后平行于AB從E點(diǎn)射出,DE連線平行于AB.求三棱鏡的折射率.(tan15°=0.24)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.如圖所示,帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線.在電場(chǎng)力作用下,一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)A點(diǎn)飛向B點(diǎn),徑跡如圖中虛線所示,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)加速度大
C.粒子在B點(diǎn)電勢(shì)能較大D.粒子通過(guò)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.有一串佛珠,穿在一根長(zhǎng)1.8m的細(xì)線上,細(xì)線的首尾各固定一個(gè)佛珠,中間還有5個(gè)佛珠.從最下面的佛珠算起,相鄰兩個(gè)佛珠的距離為5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm,如圖所示.某人向上提起線的上端,讓線自由垂下,且第一個(gè)佛珠緊靠水平桌面.松手后開始計(jì)時(shí),若不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,則第2、3、4、5、6、7個(gè)佛珠( 。
A.其中的第4個(gè)佛珠落到桌面上的速率為4 m/s
B.依次落到桌面上的速率關(guān)系為1:3:5:7:9:11
C.落到桌面上的時(shí)間間隔相等
D.落到桌面上的時(shí)間間隔越來(lái)越大

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