题目内容

2.如图所示,是某高铁确定火车位置和运动状态的装置原理俯视图:能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,当它经过安放在两铁轨间的线圈时,线圈便产生一个电信号传输绐控制屮心.若火车通过线圈时,控制中心接收到线圈两端的电压信号U与时间t的关系如图乙所示,t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻,则火车(  )
A.在t1~t2时间内做匀速直线运动B.在t1~t2时间内做匀加速直线运动
C.在t3~t4时间内做匀减速直线运动D.在t3~t4时间内做匀加速直线运动

分析 判定运动状态,可以找出感应电动势与速度的关系,进而确定速度和时间的关系,就可以知道火车的运动性质.

解答 解:由E=BLv可知,感应电动势与速度成正比,而在ab段的电压随时间均匀增大,因此可知在t1到t2这段时间内,火车的速度随时间也均匀增大,所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动,同理,在t3~t4时间内做匀加速直线运动.故AC错误,BD正确;
故选:BD.

点评 本题关键在于判定出火车运动性质,当我们看到乙图的时候电压是和速度成正比的,就应联系有关感应电动势的公式,以建立速度与时间的关系,进而可以得出正确结论.

练习册系列答案
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13.某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理.固定并调整斜槽,使它的末端O点的切线水平,在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸.将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x,改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:
高度Hh2h3h4h5h6h7h8h9h
水平位移x5.59.111.714.215.917.619.020.621.7
(1)小球质量为m,斜槽与水平槽均由特殊材料制成,可视为光滑面,斜槽底端离地的高度为y,重力加速度为g.小球从斜槽上滑下至斜槽末端的过程中,合外力的总功W=mgH;动能该变量△Ek=$\frac{mg{x}^{2}}{4y}$.

(2)以H为横坐标,以x2为纵坐标,在坐标纸上描点作图,如图(乙)所示;若为一条倾斜的直线,则可以得出结论:在实验误差允许范围内,小球运动到斜槽底端的过程中,合力对小球所做的功等于小球动能的增量.
(3)受该实验方案的启发,某同学改用图丙的装置实验.他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一位置固定,仍将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并测量小球击中木板时平抛下落的高度d,他以d为纵坐标,以$\frac{1}{H}$为横坐标,描点作图,若仍为一条倾斜的直线,也达到了同样的目的.

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