3．如圖所示，在足夠高的水平桌面上放置兩條相距L的平行且無限長的粗糙金屬導(dǎo)軌ab和cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連，其余電路電阻不計，金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動．整個裝置放于勻強磁場中，磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強度的大小為B．滑桿的中點系一不可伸長足夠長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)，現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g表示重力加速度，設(shè)滑桿在運動中所受阻力恒為f，則在物體下落過程中（　　）
A．物體的最終速度$\frac{（mg-f）R}{BL}$
B．物體的最終速度$\frac{{I}^{2}R}{mg-f}$
C．穩(wěn)定后物體重力的功率I2R
D．物體重力的最大功率為$\frac{mg（mg-f）R}{{B}^{2}{L}^{2}}$

分析 從靜止開始釋放物塊，滑桿MN切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力作用，物塊和滑桿先做加速運動，后做勻速運動，根據(jù)平衡條件求出勻速運動時的速度．或根據(jù)功能關(guān)系，抓住克服安培力的功率等于熱功率求出物體最終的速度．根據(jù)勻速運動的速度，結(jié)合重力的大小求出重力的最大功率．

解答 解：A、金屬滑桿受到的安培力：F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，從靜止開始釋放物塊，物塊和滑桿先做加速運動，后做勻速運動．當物塊和滑桿做加速運動時，當兩者做勻速運動時，速度最大，由平衡條件得：mg=f+$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，解得最終速度v=$\frac{（mg-f）R}{{B}^{2}{L}^{2}}$，故A錯誤．
B、根據(jù)功能關(guān)系知，克服安培力功率等于回路中產(chǎn)生的熱功率，有：I2R=FAv=（mg-f）v，解得v=$\frac{{I}^{2}R}{mg-f}$，故B正確，C錯誤．
D、物體重力的最大功率為P=mg•v=$\frac{mg（mg-f）R}{{B}^{2}{L}^{2}}$，故D正確．
故選：BD．

點評 本題考查了求速度問題，分析清楚運動過程，由安培力公式求出安培力，然后根據(jù)安培力與重力的關(guān)系即可正確解題．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

2．某同學(xué)用圖甲所示電路測量一段金屬絲的電阻率，待測金屬絲粗細均勻，阻值約為100Ω，備選器材如下：
A．量程為5mA、內(nèi)阻r1=50Ω的電流表
B．量程為0.6A、內(nèi)阻r2=0.2Ω的電流表
C．量程為6V、內(nèi)阻r3約為15kΩ的電壓表
D．最大阻值為15Ω、最大允許電流為2A的滑動變阻器
E．定值電阻R1=5Ω
F．定值電阻R2=500Ω
G．電動勢E=6V、內(nèi)阻很小的直流電源
H．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干
I．螺旋測微器、刻度尺
（1）該同學(xué)用螺旋測尾氣測待測金屬絲的直徑如圖乙所示，則螺旋測微器的示數(shù)D=5.896mm；

（2）為了能盡可能精確地測量該金屬絲的電阻，電流表應(yīng)選用A（填“A”或“B”），定值電阻應(yīng)選用E（填“E”或“F”）；
（3）電壓表的示數(shù)記為U，所選用電流表的示數(shù)記為I，則該金屬絲的電阻的表達式Rx=$\frac{U}{I}$；若用刻度尺測得待測金屬絲的長度為L，則其電阻率的表達式為ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$（表達式中所用到的阻值必須用對應(yīng)的電阻符號表示，不得直接用數(shù)值表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

3．一質(zhì)點沿直線從靜止開始以1m/s2的加速度做勻加速運動，經(jīng)過5s后改做勻速直線運動，最后2s時間內(nèi)質(zhì)點做勻減速運動直至靜止，問：
（1）質(zhì)點做勻速運動時速度大小是多少？
（2）質(zhì)點做速減速運動時的加速度大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．電子感應(yīng)加速器主要工作部件如圖所示：上、下為兩個電磁鐵，磁極之間有一個環(huán)形真空室，橫截面俯視圖如圖甲所示，將電子從電子槍右端注入真空室，電磁鐵線圈電流的大小、方向都可以改變，產(chǎn)生感生電場使電子在某段時間內(nèi)被加速．若線圈中通入的電流i（部件圖中電流方向為正）隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．已知在t=0時刻注入真空室的電子可在0～$\frac{T}{2}$內(nèi)做軌道不變的圓周運動．不考慮電子質(zhì)量的變化，關(guān)于0～$\frac{T}{4}$內(nèi)下列說法中正確的是（　�。�
A．真空室內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電場的方向在圖甲中沿順時針方向
B．真空室內(nèi)的磁場方向垂直電子軌道平面豎直向上
C．電子在運動時的加速度始終指向圓心
D．電子在圖甲中沿逆時針方向做圓周運動且被加速

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

18．如圖所示，在傾角為θ的光滑絕緣長方形斜面MNPQ上，有一邊長為L的正方形閉合線框abcd處于靜止狀態(tài)，線框質(zhì)量為m，電阻為R，斜面上平行虛線ef、gh之間有方向垂直于斜面向上的勻強磁場，已知ab∥ef∥MP，現(xiàn)釋放線框，線框下滑過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，ab邊進入磁場時速度為v，在ab邊進入磁場到cd邊穿出磁場整個過程中，線框速度保持不變，（重力加速度為g）
（1）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B及磁場寬度d；
（2）線框穿越磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）若要求線框在整個下滑過程中加速度保持不變，則應(yīng)在線框ab邊進入磁場開始（記為t=0）加一個隨時間變化的力，試問：此力應(yīng)沿什么方向？在t時刻（該時刻線框尚未穿過磁場）此力多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

8．如圖所示，水平光滑金屬導(dǎo)軌上有長為L的金屬棒ab，其電阻為r，電阻R1=R2=R，電容器的電容為C，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌電阻不計，金屬棒ab向右以VO勻速度運動時，電容器的帶電量是$\frac{CBL{v}_{0}R}{R+r}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=0.1T，方向垂直于軌道夾平面上，導(dǎo)體ab在光滑軌道上向右勻速運動的速度為v=0.5m/s，導(dǎo)體ab電阻R=0.5Ω，軌道寬L=0.4m，導(dǎo)軌電阻忽略不計，求：
（1）感應(yīng)電流大小和方向；
（2）使導(dǎo)體ab勻速運動所需的外力大�。�
（3）外力做功的功率；
（4）感應(yīng)電流的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，足夠長且電阻不計的光滑 平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，間距為L=0.5m，一勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.2T垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為R=0.40Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻不計的金屬棒ab垂直緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，經(jīng)過一段時間金屬棒達到穩(wěn)定狀態(tài)，這段時間內(nèi)通過R的電荷量為0.3C，則在這一過程中（g=10m/s2）（　�。�
A．安培力最大值為0.05 NB．這段時間內(nèi)下降的高度1.2 m
C．重力最大功率為0.1 WD．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為0.04 J

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．質(zhì)量為m的汽車以恒定的功率P在平直路面上行駛，行駛過程中受到的阻力大小恒定． 若汽車能達到的最大速率為v，則下列說法正確的是（　　）
A．汽車受到阻力大小為$\frac{P}{v}$
B．汽車受到阻力大小為$\frac{v}{P}$
C．當汽車的速率為$\frac{v}{2}$時，汽車的加速度大小為$\frac{P}{mv}$
D．當汽車的速率為$\frac{v}{2}$時，汽車的加速度大小為$\frac{2P}{mv}$

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