题目内容

8．如图所示，真空中存在着水平方向的匀强磁场（在两条虚线以内），在离磁场上边缘等高的位置，由静止释放两个边长相等的正方形线框，线框平面垂直于磁场，两个线框由同种金属材料做成，两金属线框的粗细不同（b线框较粗），在线框下落过程中，下列说法正确的是（　　）
A．两个线框穿过磁场区域的时间相同
B．两个线框穿过磁场区域过程中通过导线横截面的电量相同
C．两个线框穿过磁场区域过程中产生的热量相同
D．在进入磁场过程中两个线框中的电流对应时刻相同

分析 线框进入磁场后，受重力和安培力，根据牛顿第二定律，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律求出加速度的表达式，比较加速度的大小，完全进入磁场后，做匀加速直线运动，结合线框的运动规律，比较线框的运动时间．
根据q=$\frac{△∅}{R}$，抓住磁通量的变化量相同，求出通过A、B线框的电量之比．
根据能量守恒定律，抓住落地时的速度相等，求出产生的热量之比．

解答 解：A、线框刚进入磁场时，有：v=$\sqrt{2gh}$
根据mg-B•$\frac{BLv}{R}$•L=ma
得：a=g-$\frac{{{B}^{2}L}^{2}v}{mR}$
质量：m=ρmV=ρm•S•4L
电阻：R=$ρ\frac{4L}{S}$（其中S是横截面积，ρ为材料的电阻率），
由以上各式整理得：a=g-$\frac{{B}^{2}v}{16{ρρ}_{m}}$
故线框进入磁场时两者加速度相等，则经过相等时间相等的距离，速度变化相等，而线框进入磁场后，感应电流为零，安培力为零，只受重力作用，加速度一直为g，这样线框在整个过程中的任何时刻速度都相等且在同一高度处，故同时落地．故A正确；
B、整个过程中通过线框的总电量为：q=根据q=$\frac{△∅}{R}$∝$\frac{1}{R}$，而：R=$\frac{ρ×4L}{S}$，所以两个线框穿过磁场区域过程中通过导线横截面的电量不相同，故B错误；
C、由能量守恒定律得：mgh=Q+$\frac{1}{2}$mv2（v为线框落地时的速度大小，两者速度相等），
得：${v}^{2}=2gh-\frac{Q}{m}$=，由于m不相等，故Q不同，故C错误；
D、由A分析知，线框进入磁场过程任意时刻的速度相同，而I=$\frac{BLv}{R}=\frac{BLv}{ρ\frac{4L}{S}}=\frac{BSv}{4ρ}$，由于S不同，故两个线框中的电流对应时刻不相同，故D错误．
故选：A．

点评 本题综合考查了切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、能量守恒定律等知识，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练．

练习册系列答案
相关题目
18．“自由落体”演示实验装置如图所示，将牛顿管抽成真空后，让管内轻重不同的物体从顶部由静止竖直下落到底端的过程，下列说法正确的是（　　）
A．时间相同，加速度相同B．时间相同，加速度不同
C．时间不同，加速度相同D．时间不同，加速度不同
19．如图所示，是某同学在做匀变速直线运动的实验时，得到的一条理想纸带，图中每相邻两点间各有4个打出的点未画出，已知x1=0.90cm，x2=2.88cm，x3=4.86cm，x4=6.84cm，x5=8.82cm，x6=10.80cm，打点计时器的电源频率为50Hz．此纸带的加速度大小a=1.98m/s2，打计数点4时纸带的瞬时速度大小v4=0.783m/s．（结果保留三位有效数字）
16．如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为$\frac{B}{2}$的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角的方向斜向上射入磁场，且在x轴上方运动半径为R．求：
（1）粒子在x轴下方磁场中运动的半径R′．
（2）粒子在x轴下方磁场中运动的时间t′与在x轴上方磁场中运动的时间t之比．
3．氢原子能级如图1所示，若氢原子发出a、b两种频率的光，用同一装置做双缝干涉实验，分别得到干涉图样如图2甲、乙所示．若a光是由能级n=5向n=2跃迁时发出的，则b光可能是（　　）
A．从能级n=3向n=2跃迁时发出的B．从能级n=4向n=2跃迁时发出的
C．从能级n=5向n=3跃迁时发出的D．从能级n=6向n=2跃迁时发出的
13．从静止开始做匀加速直线运动的物体，第二个2s内和第三个2s内两段位移之比为（　　）
A．1：3B．3：5C．4：9D．9：25
20．图示是幽默大师卓别林常用的一个艺术造型．他身子侧倾，依靠手杖的支持使身躯平衡．下列说法正确的是（　　）
A．水平地面对手杖有向左的摩擦力作用
B．水平地面对手杖有向右的摩擦力作用
C．水平地面对手杖的弹力方向竖直向上
D．水平地面对手杖的弹力方向竖直向下
17．如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上极板开有一小孔，质量均为m、带电荷量均为+q的两个带电小球（视为质点），其间用长为l的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，已知d=2l，今使下端小球恰好位于小孔正上方距离为d处，由静止释放，让两球竖直下落．当下端的小球到达下极板时，速度刚好为零．（已知静电常数为k）试求：
（1）两极板间匀强电场的电场强度；
（2）两球运动过程中的最大速度大小；
（3）下球刚进入电场时杆中弹力．
18．甲、乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动的v-t图象如图所示，在3s末两质点在途中相遇．由图象可知（　　）
A．相遇前甲、乙两质点的最远距离为2m
B．相遇前甲、乙两质点的最远距离为4m
C．出发前两质点的位置是乙在甲之前4m
D．出发前两质点的位置是甲在乙之前4m

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网