题目内容
18.如图所示,电阻为R,其他电阻均可忽略,ef是一电阻不计的水平放置的导体棒,质量为m,棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触,又能沿框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中,当ef从静止下滑经一段时间后闭合S,则S闭合后( )A. | ef的加速度可能大于g | |
B. | ef的加速度一定小于g | |
C. | ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同 | |
D. | ef的机械能与回路内产生的电能之和一定不变 |
分析 棒沿框架无摩擦下滑,先做自由落体运动,当闭合开关时,由于棒切割磁感线产生感应电动势,出现感应电流,导致棒受到安培力,根据安培力公式大小,可判定棒的合力,从而确定加速度大小与方向;当棒达到受力平衡时,处于最大速度.在整个过程中,只有重力与安培力做功,因此棒的机械能与电路中产生的电能之和是守恒的.
解答 解:AB、当ef从静止下滑一段时间后闭合S,ef将切割磁感线产生感应电流,受到竖直向上的安培力,若安培力大于2mg,则由牛顿第二定律得F安-mg=ma,则ef的加速度大小可能大于g.若安培力小于2mg,则ef的加速度大小可能小于g.故A正确,B错误.
C、棒达到稳定速度时一定做匀速运动,由mg=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,则得 v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$,可见稳定时速度v与开关闭合的时刻无关.故C错误;
D、在整个过程中,只有重力与安培力做功,因此ef的机械能与电路中产生的电能之和保持不变.故D正确;
故选:AD.
点评 本题是电磁感应与力学知识的综合,其桥梁是安培力,这类问题往往安培力的分析和计算是关键,要记牢安培力的经验公式F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$.
练习册系列答案
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A. | 导电圆环所受安培力方向竖直向下 | |
B. | 导电圆环所受安培力方向与磁场方向垂直斜向上 | |
C. | 导电圆环所受安培力的大小为2BIR | |
D. | 导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ |
9.如图所示,A板发出的电子(重力不计)经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板M、N间,M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场,电子通过磁场后最终打在荧光屏P上,关于电子的运动,下列说法中正确的是( )
A. | 当滑动触头向右移动时,电子打在荧光屏的位置上升 | |
B. | 当滑动触头向右移动时,电子通过磁场区域所用时间不变 | |
C. | 若磁场的磁感应强度增大,则电子打在荧光屏上的速度大小不变 | |
D. | 若磁场的磁感应强度增大,则电子打在荧光屏上的速度变大 |
8.如图所示,为两个质点A、B在同一条直线上运动的速度图象,A、B同时从同地开始运动,下列说法中正确的是( )
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C. | t1时刻A、B两物体速度相等 | D. | t1时刻A、B两物体相遇 |