题目内容
20．
如图所示，一根长为L，质量为m的金属棒位于粗糙的水平面上，处在与水平方向成α角的匀强磁场中，0°＜α＜180°，金属棒与水平面的动摩擦因数为μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，若在金属棒中通过以恒定电流I，在安培力作用下金属棒将向右做匀速运动，下列说法正确的是（ ）| A． | 当α=90°时安培力最小 | |
| B． | 当α=150°时磁感应强度最小 | |
| C． | 若磁感应强度大小为定值，在α＜90°的前提下增大α，则金属棒将做匀减速运动 | |
| D． | 若磁感应强度大小为定值，在α＜90°的前提下增大α，则金属棒将做加速运动 |
分析 初始时刻金属棒做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力为零，对金属棒进行受力分析，由平衡条件分析答题；此后结合平衡条件作图分析即可．
解答 解：（1）设当α为钝角时，安培力斜向右上方，设与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件，有：
Fsinθ+N=mg
Fcosθ=f
其中：
f=μN
联立解得：
F=$\frac{μmg}{cosθ+μsinθ}$=$\frac{mg}{2sin（θ+60°）}$
当θ=30°时，拉力最小，磁感应强度最小，此时α=120°
（2）设当α＜90°时，安培力斜向右下方，设与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件，有：
N=Fsinθ+mg
Fcosθ=f
其中：
f=μN
联立解得：
F=$\frac{μmg}{cosθ-μsinθ}$=$\frac{mg}{2sin（60°-θ）}$
当θ=60°时，F为无穷大，θ小于60°时，θ越小越省力；
综合考虑，安培力斜向上较为省力；
A、当α=90°时安培力，安培力水平向右，不是最省力，故A错误；
B、当α=150°时，安培力方向与水平方向成60°向右上方，根据F=$\frac{mg}{2sin（θ+60°）}$，拉力F不是最小，故磁感应强度也不是最小，故B错误；
CD、在α＜90°的前提下，安培力向右下方，增大α，安培力的水平分力增加，故导体棒将做加速运动，故C错误，D正确；
故选：D
点评 本题关键是明确导体棒的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列式得到最省力的表达式进行分析．
练习册系列答案
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11．
某中学物理实验小组利用数字化信息实验室系统，观察超重和失重现象．他们在学校电梯内做实验，在电梯顶板上固定一个测量力大小的传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N的钩码．在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示F-t图线．根据图线分析可知下列说法中正确的是 （ ）
某中学物理实验小组利用数字化信息实验室系统，观察超重和失重现象．他们在学校电梯内做实验，在电梯顶板上固定一个测量力大小的传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N的钩码．在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示F-t图线．根据图线分析可知下列说法中正确的是 （ ）| A． | 从时刻t1到t2，钩码处于超重状态，从时刻t3到t4，钩码处于失重状态 | |
| B． | t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 | |
| C． | t1到t4时间内，电梯可能先加速向下运动，接着匀速向下运动，再减速向下运动 | |
| D． | t1到t4时间内，电梯可能先加速向上运动，接着匀速向上运动，再减速向上运动 |
8．
如图所示，在一理想变压器的闭合铁芯上绕着两个线圈，两线圈的匝数比n1：n2=1：2，a，b两端接Uab=220sin100πt（V）的交流电，c、d两端接一可变电阻R，下列说法正确的是（ ）
如图所示，在一理想变压器的闭合铁芯上绕着两个线圈，两线圈的匝数比n1：n2=1：2，a，b两端接Uab=220sin100πt（V）的交流电，c、d两端接一可变电阻R，下列说法正确的是（ ）| A． | c、d两端电压的有效值为440V | |
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| C． | 减小电阻R的阻值，通过原线圈的电流增大 | |
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如图所示，在一个足够长的倾斜的冰道上方，一群穿相同冰鞋的运动员排成队，每隔1s有一个运动员从某一起始线开始下滑，一游客对着冰道上的运动员拍下一张照片，照片上有甲、乙、丙、丁四个运动员，他根据照片与实物的比例推算出甲和乙、乙和丙、丙和丁之间的距离分别为12.5m、17.5m和22.5m．若不考虑一切阻力且曝光时间可忽略不计，请你据此求解下列问题：（g取10m/s2）
5．
一辆汽车在平面的公路上运动，运动过程中所受阻力恒为1000N，运动过程的v-t图象如图所示，则根据题中条件和图象（ ）
一辆汽车在平面的公路上运动，运动过程中所受阻力恒为1000N，运动过程的v-t图象如图所示，则根据题中条件和图象（ ）| A． | 可以求出5s末汽车所受的牵引力 | B． | 可以求出12s末汽车所受的牵引力 | ||
| C． | 可以求出0～25s内汽车的平均速度 | D． | 可以求出20s末汽车的加速度 |
12．
如图所示，轻弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球P相连接，将P提起使弹簧处于水平位置且无形变，然后自由释放小球，让它自由摆下，在小球摆到最低点的过程中（ ）
如图所示，轻弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球P相连接，将P提起使弹簧处于水平位置且无形变，然后自由释放小球，让它自由摆下，在小球摆到最低点的过程中（ ）| A． | 小球的机械能守恒 | B． | 小球的机械能增加 | ||
| C． | 小球的机械能减少 | D． | 不能确定小球的机械能是否守恒 |
4．下列说法正确的是（ ）
| A． | 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转动 | |
| B． | 太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 | |
| C． | 地球是绕太阳运动的一颗行星 | |
| D． | 日心说是正确的，地心说都是错误的 |