题目内容
19．
如图所示，一个质量为m、电阻不计、足够长的光滑U形金属框架MNQP，位于光滑绝缘水平桌面上，平行导轨MN和PQ相距为L．空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．另有质量也为m的金属棒CD，垂直于MN放置在导轨上，并用一根绝缘细线系在定点A．已知，细线能承受的最大拉力为T0，CD棒接入导轨间的有效电阻为R．现从t=0时刻开始对U形框架施加水平向右的拉力，使其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，经过一段时间后，细线断裂，在细线断裂时，立即撤去拉力，关于撤去拉力前后的全过程，下列说法正确的是（ ）| A． | 撤去拉力F，框架的速度v0=$\frac{{T}_{0}R}{{{B}^{2}L}^{2}}$ | |
| B． | 从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0=$\frac{{T}_{0}R}{{{B}^{2}L}^{2}a}$ | |
| C． | 撤去拉力后，框架将向右减速，棒向右加速，二者最终速度相同 | |
| D． | 最终在回路中产生的总焦耳热等于拉力F做的功 |
分析 抓住拉力最大时，拉力和安培力相等，结合安培力公式求出框架的速度大小，根据速度时间公式求出从框架开始运动到细线断裂所需的时间．撤去拉力后，结合框架和导体棒的受力情况分析它们的运动情况．根据能量守恒定律得出拉力做功与整个回路产生的焦耳热之间的关系．
解答 解：A、当细线拉力达到最大时，有：T0=F安=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$，解得框架的速度${v}_{0}=\frac{{T}_{0}R}{{B}^{2}{L}^{2}}$，故A正确．
B、根据速度时间关系可得：v0=at0，解得从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0=$\frac{{T}_{0}R}{{{B}^{2}L}^{2}a}$，故B正确．
C、撤去拉力后，框架受到向左的安培力做减速运动，棒相对于框架的速度向左，所受的安培力向右，即棒向右加速，两者最终速度相等，故C正确．
D、根据能量守恒定律知，拉力F做的功等于最终回路中产生的总焦耳热和最终整体的动能之和，故D错误．
故选：ABC．
点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下物体的平衡问题；另一条是能量，分析电磁感应现象中的能量如何转化是关键．
练习册系列答案
相关题目
9．
如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以初速度v0沿逆时针方向匀加速运行，t=0时，将质量m=1kg的物体（可视为质点）轻放在传动带上，物体相对地面的v-t图象如图乙所示，设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2．则（ ）
如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以初速度v0沿逆时针方向匀加速运行，t=0时，将质量m=1kg的物体（可视为质点）轻放在传动带上，物体相对地面的v-t图象如图乙所示，设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2．则（ ）| A． | 传送带的加速度可能大于2m/s2 | |
| B． | 传送带的倾角可能小于30° | |
| C． | 物体与传送带之间的动摩擦因数μ一定为0.5 | |
| D． | 0～2.0s内，摩擦力对物体做功Wf可能为-24J |
10．下列说法中正确的是（ ）
| A． | .物体的动量改变，一定是速度大小改变? | |
| B． | 物体的运动状态改变，其动量一定改变? | |
| C． | 只有体积很小和质量很小的物体才能被看成质点，质点是一个理想的物理模型 | |
| D． | 物体速度变化的越多，加速度就越大 |
7．
如图，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd，从a点以初速度v0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，此时的速度方向与斜面之间的夹角为θ；若小球从a点以初速度√2v0水平抛出，不计空气阻力，则小球（ ）
如图，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd，从a点以初速度v0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，此时的速度方向与斜面之间的夹角为θ；若小球从a点以初速度√2v0水平抛出，不计空气阻力，则小球（ ）| A． | 将落在c点 | |
| B． | 将落在b、c之间 | |
| C． | 落到斜面时的速度方向与斜面的夹角等于θ | |
| D． | 在空中运动过程中速度的改变量将变为原来的$\sqrt{2}$倍 |
14．有下列几种运功情况
a．用水桶推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移s
b．用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移s
c．用与水平方向成60°角斜向上的拉力F，拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2s
d．用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移s
关于以上四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是（ ）
a．用水桶推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移s
b．用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移s
c．用与水平方向成60°角斜向上的拉力F，拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2s
d．用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移s
关于以上四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是（ ）
| A． | b情况做功最多 | B． | a情况做功最多 | ||
| C． | d情况做功最少 | D． | 四种情况做功一样多 |
4．
飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现．电磁驱动的原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈附近的金属环会被弹射出去．现在固定线圈左侧的同一位置，先后放有两个分别用铜和铝制成的闭合金属环，已知两环的横截面积相等，形状、大小相同，且电阻率ρ铜＜ρ铝．合上开关S的瞬间（ ）
飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现．电磁驱动的原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈附近的金属环会被弹射出去．现在固定线圈左侧的同一位置，先后放有两个分别用铜和铝制成的闭合金属环，已知两环的横截面积相等，形状、大小相同，且电阻率ρ铜＜ρ铝．合上开关S的瞬间（ ）| A． | 从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 | |
| B． | 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 | |
| C． | 若将钢环放置在线圈右方，环将向左运动 | |
| D． | 电池正负极调换后，金属环不能向左弹射光滑绝缘杆 |
11．某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是（ ）
| A． | 太阳一定在椭圆的一个焦点上 | |
| B． | 该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大 | |
| C． | 该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大 | |
| D． | 行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的 |
如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．