题目内容

8．水平面上放置两根相互平行的长直金属导轨，导轨间距离为L，在导轨上垂直导轨放置质量为m的与导轨接触良好的导体棒CD，棒CD与两导轨间动摩擦因数为μ，电流从一条轨道流入，通过CD后从另一条轨道流回．轨道电流在棒CD处形成垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与轨道电流成正比．实验发现当轨道电流为I0时，导体棒能匀速运动，则轨道电流为2I0时，导体棒运动的加速度为（　　）
A．μgB．2μgC．3μgD．4μg

分析 当导轨中的电流发生变化时，导轨之间的磁场也发生变化，然后由安培力的公式与牛顿第二定律即可求出结果．

解答 解：当轨道电流为I0时，设导轨之间的磁感应强度为B，导体棒能匀速运动，此时的安培力的大小与摩擦力的大小相等，即：μmg=BI0L  ①
当轨道电流为2I0时，由电流产生的磁场的特点可知，此时导轨之间的磁感应强度是2B，此时的安培力：
F=2B•2I0•L=4BI0L   ②
导体棒运动的加速度：$a=\frac{F-μmg}{m}$ ③
联立①②③得：a=3μg
故选：C

点评 该题通过导体棒CD的受力的变化，考查电流周围的磁场，以及安培力的表达式，另外涉及共点力的平衡问题以及牛顿第二定律，应用到的知识点比较大，要注意理清头绪，从中找出解题的方法．

练习册系列答案
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18．如图为某高速公路一出口路段．轿车从出口A进人匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B（通过B点前后速率不变），后匀速率通过水平圆弧路段至C，已知轿车在A点的速度v0=60km/h，AB长l=125m； BC圆弧段限速（允许通过的最大速度），v=30km/h，轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，重力加速度g取l0m/s2．
（1）求轿车在AB下坡段加速度大小a的最小值；
（2）为保证行车安全，车轮不打滑，BC段半径R的最小值多大？
19．下列史实正确的是（　　）
A．卢瑟福预言了原子的核式结构，并用α粒子散射实验验证了预言
B．卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出了质子，并由此发现了电子
C．库仑发现了库仑定律，并测定了静电力常量
D．玻尔提出了自己的原子结构假说，并由此解释了所有的原子发光现象
16．如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图．xOy平面的第一象限，存在以x轴、y轴及双曲线y=$\frac{{L}^{2}}{4x}$的一段（0≤x≤L，0≤y≤L）为边界的匀强电场区域Ⅰ（即ABCOD区域）；在第二象限存在以x=-L、x=-2L、y=0、y=L为边界的匀强电场区域Ⅱ（即正方形MNPQ区域）．两个电场强度的大小均为E，电子的电荷量为e，不计电子重力的影响，则从电场Ⅰ区域的AB曲线边界由静止释放的各个电子（　　）
A．在电场区域Ⅱ中运动时间不相同
B．全部从同一位置处离开区域Ⅱ
C．从PN间和PQ间不同位置处离开区域Ⅱ
D．离开MNPQ的最小动能为eEL
3．如图所示，光滑水平地面上依次放置着质量m=0.08kg的10块完全相同的长木板．一质量M=1.0kg、大小可忽略的小铜块以初速度v0=6.0m/s从长木块左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，铜块速度v1=4.0m/s．铜块最终停在第二块木板上．（取g=10m/s2，结果保留两位有效数字）求：
①第一块木板最终速度和铜块的最终速度；
②整个过程的发热量．
13．图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=5：1．原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中电表均为理想电表，定值电阻R1=R2=4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（　　）
A．电阻R2两端的电压频率为50HzB．电流表的示数为5A
C．原线圈的输入功率为150WD．将R1摘掉，电压表的示数不变
20．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一厚玻璃平面镜的上表面，出射光分成Ⅰ、Ⅱ两束单色光，则下列说法正确的是（　　）
A．Ⅰ、Ⅱ两束反射光一定相互平行
B．玻璃对Ⅰ光的折射率大于Ⅱ光的折射率
C．Ⅰ光光子的能量小于Ⅱ光光子的能量
D．Ⅰ光在玻璃中的波长小于Ⅱ光在玻璃中的波长
17．下列说法中正确的有（　　）
A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
18．理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是（　　）
A．电压的最大值B．电压的有效值C．电流的有效值D．交流电功率

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