练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    9．如图所示，一足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成θ角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端．金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为g．则（　　）
    A．金属杆加速运动过程中的平均速度为$\frac{V}{2}$
    B．金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率大于匀速运动过程中克服安培力做功的功率
    C．金属杆的速度为$\frac{V}{2}$时，它的加速度大小为$\frac{gsinθ}{2}$
    D．整个运动过程中电阻R产生的焦耳热为mgh-$\frac{1}{2}$mv2

    分析 本题关键应根据安培力与速度的关系分析金属棒的运动情况．
    金属杆在加速运动中加速度不断减小，根据速度图象分析可知平均速度大于$\frac{1}{2}v$；
    加速运动过程中金属杆克服安培力做功的功率等于$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R+r}$，与速率v的平方成正比，小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率；
    速度为$\frac{v}{2}$，安培力的大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\frac{v}{2}}{R+r}$，根据牛顿第二定律求解加速度；
    整个回路中产生的焦耳热为$mgh-\frac{1}{2}m{v^2}$，大于电阻R产生的焦耳热．

    解答 解：A、若金属杆匀加速运动，则平均速度为$\frac{v}{2}$．实际上金属杆加速运动中加速度不断减小，速度-时间图象的斜率不断减小，在相同时间内金属杆通过的位移大于匀加速运动通过的位移，则金属杆的平均速度大于匀加速运动的平均速度$\frac{1}{2}v$．故A错误．
    B、金属杆克服安培力做功的功率等于$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R+r}$，与速率v的平方成正比，由于匀速运动时速度最大，则知加速运动过程中金属杆克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率．故B错误．
    C、匀速运动时，金属杆的速度大小为v，所受的安培力大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$，此时有mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$；当金属杆的速度为$\frac{1}{2}$v时，它所受的安培力大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\frac{v}{2}}{R+r}$，根据牛顿第二定律得
       mgsinθ-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\frac{v}{2}}{R+r}$=ma，联立解得a=$\frac{gsinθ}{2}$．故C正确．
    D、整个运动过程中回路中产生的焦耳热为$mgh-\frac{1}{2}m{v^2}$，所以R上产生的热量小于$mgh-\frac{1}{2}m{v^2}$，故D错误．
    故选：C

    点评 解决这类问题的关键时分析受力情况，掌握安培力的表达式FA=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R+r}$，进一步确定运动性质，并明确判断各个阶段及全过程的能量转化．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P．现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P′，与原来相比向左平移了2$\sqrt{3}$cm，已知透明体对光的折射率为$\sqrt{3}$．
    （1）作出后来的光路示意图，标出P′位置；
    （2）透明体的厚度为多大？
    （3）光在透明体里运动的时间多长？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为m的物体，处于静止状态，若将一个质量为m的物体B轻轻放上A，则释放瞬间，有（　　）
    A．地面对弹簧支持力增大B．地面对弹簧支持力不变
    C．B对A的压力大小为零D．B对A的压力大小为0.5mg

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．如图所示，匀强磁场磁感应强度 B=0.2T，磁场宽度 L=2m，一正方形金属框边长 ab=bc=1m，每边电阻R=0.2Ω，金属框以v=1m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，bc边进入磁场开始计时，下列说法正确的是（　　）
    A．
     若以垂直纸面向外为磁通量的正值，则如图表示的是金属框穿过磁场过程中的磁通量φ随时间t变化的图象
    B．
    若以顺时针方向为电流的正方向，则如图表示的是金属框穿过磁场过程中的电流I随时间t变化的图象
    C．
    如图表示的是金属框穿过磁场过程中的bc边的电势差Ubc随时间t变化的图象
    D．
    若以向左为安培力的正方向，则如图表示的是金属框穿过磁场过程中的金属框受到的安培力F随时间t变化的图象

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．一质点做直线运动，当时间t=t0时，位移s＞0，速度v＞0，加速度a＞0，此后a逐渐减少直到a=0，则它的（　　）
    A．速度逐渐减小B．位移始终为正值，速度变为负值
    C．速度变化越来越慢D．位移的变化越来越慢

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．现有一合金制成的圆柱体．为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示．

    （1）由上图读得圆柱体的直径为1.843mm，长度为4.240cm．
    （2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=$\frac{{π{D^2}U}}{4IL}$．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．一物体由静止开始做匀加速直线运动，在t s内通过位移x m，则它从出发开始通过$\frac{x}{4}$m所用的时间为（　　）
    A．$\frac{t}{4}$B．$\frac{t}{2}$C．$\frac{t}{16}$D．$\frac{t}{22}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．下列说法中正确的是（　　）
    A．磁极之间的相互作用不是通过磁场发生的
    B．磁感线和磁场一样也是客观存在的物质
    C．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用
    D．根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是（　　）
    A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的
    B．衣服随桶壁做圆周运动的向心力是摩擦力
    C．加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好
    D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案