题目内容
8.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一根上端固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )A. | 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g | |
B. | 金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b | |
C. | 若弹簧弹力为F时,金属棒获得最大速度vm,则vm=$\frac{(mg-F)R}{{B}^{2}{L}^{2}}$ | |
D. | 最终电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 |
分析 明确金属棒的受力情况,从而求解对应的加速度变化情况;根据右手定则分析电流方向;根据E=BLv和安培力公式即可求得速度为v时的安培力表达式;
金属棒下落过程中,金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能(金属棒速度不是零时)和电阻R产生的内能,
解答 解:A、由于刚开始时没有安培力也没有弹力,故金属棒只受重力,则释放瞬间金属棒的加速度为g,故A正确;
B、金属棒向下运动时,根据右手定则可判定通过R的电流方向为b→a,故B错误;
C、若弹簧弹力为F时,金属棒获得最大速度vm,此时受力平衡,则有:mg-F=BIL=$\frac{B^{2}L^{2}v_{m}}{R}$,解得:vm=$\frac{(mg-F)R}{{B}^{2}{L}^{2}}$;故C正确;
D、根据功能关系可知,重力势能的减少量转化为内能和弹簧的弹性势能、金属棒的动能.电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量,故D错误;
故选:AC.
点评 本题考查电磁感应与能量守恒定律的内容的结合,要注意明确金属棒的受力情况分析,明确能量转化方向,知道由于安培力做功,在运动中重力势能与弹簧势能之和会减小是解决这类问题的关键,要特别注意弹性势能的变化,从而准确掌握能量的转化方向.
练习册系列答案
相关题目
3.2016年9月15日,搭载着“天宫二号”空间实验室的“长征二号F”运载火箭在酒泉卫星发射中心正式点火升空,“天空二号”顺利地进入运行圆轨道.某同学从网上查得“天宫二号”的运行轨道离地高度为h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,由此可得天宫二号的( )
A. | 运行周期T=2$π\sqrt{\frac{({R+h)}^{2}}{gR}}$ | B. | 运行的线速度v=$\sqrt{\frac{{gR}^{2}}{R+h}}$ | ||
C. | 角速度$ω=\sqrt{\frac{{gR}^{2}}{({R+h)}^{3}}}$ | D. | 向心加速度大小a=$\frac{gR}{R+h}$ |
4.下列说法中正确的是( )
A. | 光电效应实验说明了光的波动性 | |
B. | 卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型 | |
C. | β衰变的电子是由原子核外电子被电离辐射出来的 | |
D. | 氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子的能量增大 |
1.一个质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B,如图所示.带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零.已知重力加速度为g.下面说法中正确的是( )
A. | 小球带负电 | |
B. | 小球在斜面上的运动是匀加速直线运动 | |
C. | 小球在斜面上运动的加速度逐渐增大 | |
D. | 小球对斜面的作用力恰好为零时的速率为$\frac{mgsinθ}{qB}$ |
3.如图所示,用绝缘轻质细线把一个带电小球悬挂在均匀带等量电荷的平行金属板之间,静止时绝缘细线偏离竖直方向θ角,整个装置处于真空中,则以下说法正确的是( )
A. | 小球带正电 | |
B. | 小球带负电 | |
C. | 若细线突然被剪断,小球在板间将做类平运动 | |
D. | 若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速直线运动 |
13.为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计.该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,理想电压表将显示两个电极间的电压U,若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是( )
A. | 前表面电极比后表面电极电势高 | |
B. | 后表面电极比前表面电极电势高 | |
C. | 电压表的示数U与污水流量Q成正比,与a、b无关 | |
D. | 电压表的示数U与污水流量Q成正比,与a、c无关 |