题目内容

11.水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程(  )
A.安培力对ab棒所做的功相等B.电流所做的功相等
C.产生的总热量相等D.ab棒的位移相等

分析 金属棒在导轨上做减速运动,最后金属棒静止在导轨上;对金属棒进行受力分析,从能量转化的角度分析答题.

解答 解:A、当导轨光滑时,金属棒克服安培力做功,动能全部转化为焦耳热,产生的内能等于金属棒的初动能;当导轨粗糙时,金属棒在导轨上滑动,一方面要克服摩擦力做功,摩擦生热,把部分动能转化为内能,另一方面要克服安培力做功,金属棒的部分动能转化为焦耳热.可知两种情况下安培力对ab棒做功大小不相等.故A错误.
B、克服安培力做功的大小等于电流做功的大小,所以电流做功不等.故B错误.
C、导轨粗糙时,安培力做的功少,导轨光滑时,安培力做的功多,两种情况下,产生的内能相等,都等于金属棒的初动能,则产生的总热量相等.故C正确.
D、在导轨粗糙的情况下,在相等位移的位置,棒所受的合力较大,而合力所做的功相等,所以粗糙情况下ab的位移较小.故D错误.
故选:C.

点评 本题抓住初动能和末动能相等,动能损失全部转化为内能,注意光滑时,内能来自克服安培力做功,粗糙时,内能来自克服安培力做功和摩擦力做功.

练习册系列答案
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6.用如图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律.

(1)下列做法正确的是AD(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴在小车上
C.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
D.通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要再次调节木板倾斜程度
(2)甲、乙两同学各取一套图(a)所示的装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,图(b)为某次操作中打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),实验中使用的是频率f=50Hz的交变电流.根据图中数据,可以算出小车的加速度a=0.50m/s2.(结果保留两位有效数字)
实验后甲、乙分别得到图(c)中甲、乙两条直线.设甲、乙用的小车质量分别为m、m,小车与木板间的动摩擦因数分别为μ、μ,由图(c)可知,m小于m、μ大于μ(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)在正确平衡摩擦力后甲同学重新实验,保持小车的质量M不变,改变砝码盘和砝码的总重力F,多次实验,根据得到的数据,在a-F坐标系中描点,得到如图(d)所示的结果,发现右侧若干个点明显偏离直线,造成此误差的主要原因是砝码盘和砝码总质量没有远小于小车质量.

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