题目内容

【题目】如图所示,一平行金属导轨与水平成放置,导轨间的距离为L,在OO的上方区域存在与导轨平面垂直,磁感应强度为B的匀强磁场(图中未全部画出),导轨的下端接有阻值为R的电阻,在导轨的上端垂直于导轨放有一质量为m的导体棒ab,另有一质量为M的导体棒cd垂直于导轨,以v0的速度沿导轨向上进入磁场,cd与导轨无摩擦,当cd进入和离开磁场时,导体棒ab恰好保持静止,两导体棒一直没有相撞。已知两导体棒的长度均为L,电阻均为R,导体棒与导轨接触良好,不计其他电阻。则:(  )

A.导体棒ab恰好不受摩擦力时,导体棒cd的速度为

B.cd上滑过程中重力的冲量大于下滑过程中重力的冲量

C.cd上滑过程中通过R的电荷量大于下滑过程中通过R的电荷量

D.cd离开磁场时的速度为

【答案】AD

【解析】

A.当导体棒ab恰好不受摩擦力时,重力沿斜面向下的分力正好等于安培力,则有

导体棒ab与电阻并联,则有电源电动势为

E=IR+2IR=BLv

由①②可解得

A正确;

Bcd棒上升过程中由牛顿第二定律可得

cd棒下降过程中由牛顿第二定律可得

可得下降加速度始终小于上升加速度,根据可知,下降所用时间更长,则根据冲量公式可知,cd上滑过程中重力的冲量小于下滑过程中重力的冲量,故B错误;

C.根据感应电荷量公式有

上升与下降过程中,磁通量变化量相等,总电阻大小不变,则上升和下降过程中,通过R的电荷量相等,故C错误;

D.当cd进入和离开磁场时,导体棒ab恰好保持静止,由受力平衡可得

由③④可得cd离开磁场时的速度为

D正确。

故选AD

练习册系列答案
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【题目】某实验小组的同学欲探究做功与速度变化的关系,在实验室设计了一套如图甲所示的装置,图中A为物体,B为光电门,C为力的传感器,D为遮光片,P为小桶(内有砂子),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置,不计绳与滑轮的摩擦。

(1)他们用游标卡尺测出了遮光片的宽度d(如图乙所示),则遮光片的宽度为____mm;又测出了物体(包括遮光条)的质量为m

(2)将物体放在某一位置,测出此位置时遮光片前端到光电门的距离s,计算出遮光片中点到光电门的距离x,然后将物体由静止释放,读出物体通过光电门时的遮光时间t;再多次改变s,计算出相应的x,读出对应的时间t;并在物体运动过程中记录了传感器的示数F,根据所记录的数据,作出以x为横坐标,以为纵坐标的图像。在实验过程中,有同学提出应平衡摩擦力。你认为实验中是否必须平衡摩擦力?__________(”)

(3)除了xt外,下列物理量中,必须测量的物理量是________(填物理量前面的序号)

A.遮光片宽度d

B.物体质量m

C.传感器示数F

(4)通过正确的操作,各物理量均采用国际单位,作出的图像是一条直线,计算得出直线的斜率为k。实验完成后,一位同学发现,根据前面测出的物理量,还可以得出物体与水平面间的动摩擦因数μ,则μ=_________(用实验中测出的物理量的字母表示)

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