题目内容
13.如图所示:在倾角为θ的光滑斜面上,相距均为d的三条水平虚线l1、l2、l3,它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框,从l1上方一定高处由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中,下列说法正确的是( )A. | 线框中感应电流的方向不变 | |
B. | 线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间 | |
C. | 线框以速度v2匀速直线运动时,发热功率为$\frac{{m}^{2}{g}^{2}R}{4{B}^{2}{d}^{2}}$sin2θ | |
D. | 线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,减少的机械能△E机与线框产生的焦耳热Q电的关系式是△E机=WG+$\frac{1}{2}$mv${\;}_{1}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{2}^{2}$+Q电 |
分析 根据右手定则判断感应电流的方向;由左手定则判断安培力方向;当ab边刚越过GH进入磁场I时做匀速直线运动,安培力、拉力与重力的分力平衡,由平衡条件和安培力公式结合求解线圈ab边刚进入磁场I时的速度大小;线圈进入磁场I做匀速运动的过程中,分析线框的受力情况,由动能定理研究拉力F所做的功与线圈克服安培力所做的功的关系.
解答 解:A、从线圈的ab边进入磁场I过程,由右手定则判断可知,ab边中产生的感应电流方向沿a→b方向.dc边刚要离开磁场Ⅱ的过程中,由右手定则判断可知,cd边中产生的感应电流方向沿c→d方向,ab边中感应电流方向沿b→a方向,故A错误;
B、根据共点力的平衡条件可知,两次电场力与重力的分力大小相等方向相反;第二种情况下,两边均受电场力;故v2应小于v1;则线框ab边从l1运动到l2所用时间小于从l2运动到l3的时间;故B错误;
C、线圈以速度v2匀速运动时,mgsinθ=2BId=2Bd$\frac{2Bdv}{R}$=4$\frac{{B}^{2}{d}^{2}v}{R}$,得v=$\frac{mgRsinθ}{4{B}^{2}{d}^{2}}$;电功率P=Fv=mgsinθ×$\frac{mgRsinθ}{4{B}^{2}{d}^{2}}$=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}R}{4{B}^{2}{d}^{2}}$sin2θ;故C正确;
D、机械能的减小等于线框产生的电能,则由能量守恒得知:线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,减少的机械能△E机与线框产生的焦耳热Q电的关系式是△E机=Q电,故D错误;
故选:C.
点评 本题考查了导体切割磁感线中的能量及受力关系,要注意共点力的平衡条件及功能关系的应用,要知道导轨光滑时线框减小的机械能等于产生的电能.
A. | 由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就,所以被称为能“称量地球质量”的人 | |
B. | 经典力学非常完备,无论天体或是电子的运动都能够很好的描述 | |
C. | 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,也可以用实验直接验证 | |
D. | 根据相对论:在高速运动的飞船内,物体的速度越大,质量越大 |
A. | 它的周期是0.8 s | B. | 它的峰值是4$\sqrt{2}$ A | ||
C. | 它的有效值是2$\sqrt{2}$ A | D. | 它的频率是0.8 Hz |
A. | 0~2s内物体的运动轨迹是一条直线 | |
B. | 0~4s内物体的运动轨迹是一条抛物线 | |
C. | 前2s内物体做匀加速直线运动,后2s内物体做匀加速曲线运动 | |
D. | 前2s内物体做匀加速直线运动,后2s内物体做变加速曲线运动 |
A. | 将细玻璃管竖直插入它的不浸润液体中,静止时,管内液面为凹面且低于管外液面 | |
B. | 冬季室内的人向窗户玻璃哈气,玻璃内外表面均会出现雾状小水珠 | |
C. | 非晶体其实是粘稠度极高的液体 | |
D. | 若规定两分子相距r0(r0为平衡距离)时分子势能为零,则当r>r0时,分子势能为负 |
A. | 随着分子间距离增大,引力减小但斥力增大 | |
B. | 温度是分子热运动平均动能的标志 | |
C. | 液体分子的无规则运动称为布朗运动 | |
D. | 以上说法都不对 |
A. | 射出c板后的两束单色光与入射光平行 | |
B. | 射到P点的光在玻璃中的折射率较大 | |
C. | 射到P点的光在玻璃中的传播速度较大,波长较长 | |
D. | 若稍微增大入射角θ,光从b板上表面射入到其下表面时,在该界面上有可能发生全反射 | |
E. | 若射到P,Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到P点的光形成干涉条纹的间距小,这束光为蓝光 |
A. | 冬季,电线对电线杆的拉力较大 | |
B. | 夏季,电线对电线杆的拉力较大 | |
C. | 夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大 | |
D. | 夏季、杆对地面的压力沿竖直方向的分量比冬季大 |