题目内容
15.如图所示,空间存在有界的匀强磁场,磁场上下边界水平,方向垂直纸面向里,宽度为L.一边长为L的正方形线框自磁场边界上方某处自由下落,线框自开始进入磁场区域到全部离开磁场区域的过程中,下落关于线框速度和感应电流大小随时间变化的图象可能正确的是(线框下落过程中始终保持在同一竖直平面内,且底边保持与磁场边界平行)( )A. | B. | C. | D. |
分析 分析线框进入磁场时的速度大小,从而分析安培力与重力的关系,由此得到速度或电流随时间的变化关系,进而得解.
解答 解:A、设金属框的电阻为R,如果进入磁场时安培力与重力相等,即$mg=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,则线框穿出磁场的过程中速度不变,A正确;
B、如果线框进入磁场时安培力小于重力,则速度增大的过程中,安培力增大,根据牛顿第二定律可得mg-F安=ma,则线框加速运动的过程中加速度逐渐减小,速度图象的斜率减小,B错误;
C、如果线框进入磁场时安培力大于重力,则进入磁场做减速运动,根据欧姆定律可得i=$\frac{E}{R}=\frac{BL({v}_{0}-at)}{R}=\frac{BL{v}_{0}}{R}-\frac{BLa}{R}t$,由于a逐渐减小,所以图象的斜率逐渐减小,C正确;
D、如果线框进入磁场时安培力小于重力,则进入磁场做加速运动,根据欧姆定律可得i=$\frac{E}{R}=\frac{BL({v}_{0}+at)}{R}=\frac{BL{v}_{0}}{R}+\frac{BLa}{R}t$,由于a逐渐减小,所以图象的斜率逐渐减小,当安培力等于重力时做匀速直线运动;D正确;
故选:ACD.
点评 本题主要是考查法拉第电磁感应定律和牛顿第二定律的综合应用,解答本题的关键是弄清楚线框的运动情况和受力情况,根据牛顿第二定律列方程进行分析.
练习册系列答案
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A. | 重力、平面AN的支持力 | |
B. | 重力、平面AN的支持力,斜面AM的弹力 | |
C. | 重力、平面AN的支持力,斜面AM的弹力和静摩擦力 | |
D. | 重力、平面AN的支持力,斜面AM的静摩擦力 |
6.下列说法正确的是( )
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A. | 线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 | |
B. | 线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 | |
C. | 线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 | |
D. | 线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 |
7.人在高处用望远镜注视地面的木工以每秒一次的频率打击铁钉,他每次听到声音时,恰好看到锤都击在钉子上,当木工停止击钉后,他又听到两次击钉声,声音在空气中的传播速度为340m/s,则( )
A. | 木工离他340m | |
B. | 木工离他680m | |
C. | 他听到第一次声音时,看到木工第一次击在钉子上 | |
D. | 他听到第一次声音时,看到木工第四次击在钉子上 |
4.如图所示,在xOy平面内有一半径为r的圆形磁场区域,其内分布着磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆形区域边界上放有圆形的感光胶片,粒子打在其上会感光.在磁场边界与x轴交点A处有一放射源A,发出质量为m,电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁场,其方向分布在由AB和AC所夹角度内,B和C为磁区边界与y轴的两个交点.经过足够长的时间,结果光斑全部落在第Ⅱ象限的感光胶片上,则这些粒子中速度最大的是( )
A. | v=$\frac{\sqrt{2}Bqr}{2m}$ | B. | v=$\frac{Bqr}{m}$ | C. | v=$\frac{\sqrt{2}Bqr}{m}$ | D. | v=$\frac{(2+\sqrt{2})Bqr}{m}$ |
5.在2016年2月举行的跳水世界杯比赛中,我国运动员取得了很好的成绩,在跳板比赛中,若把某运动圆看做质点,在t=0时刻离开跳板向上跳起,其离开跳板后的速度与时间关系如图所示,规定竖直向下为正方向,关于运动员的运动情况下列说法正确的是( )
A. | t1时刻到达最高点 | |
B. | t2时刻速度方向改变 | |
C. | t3时刻已浮出水面 | |
D. | t1-t3时刻内图象与t轴围成的面积表示入水深度 |