题目内容
6．
如图（甲）所示，左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距为L=1m．一质量m=2kg，阻值r=2Ω的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2．金属棒的速度-位移图象如图（乙）所示，则从起点发生s=1m位移的过程中（ ）| A． | 拉力做的功W=9.25J | B． | 通过电阻R的电荷量q=0.125C | ||
| C． | 整个系统产生的总热量Q=5.25J | D． | 电阻R产生的热量Q=0.125 J |
分析 由速度图象得出v与x的关系式，结合安培力的表达式得出安培力与x的关系式，通过安培力与x成线性关系，运用平均安培力求出安培力做功的大小，根据动能定理求出拉力做功．根据电量的经验表达式q=$n\frac{△Φ}{R+r}$求出通过电阻R的电荷量．根据能量守恒定理求出整个系统产生的热量，结合摩擦产生的热量得出电阻R和r上的焦耳热，从而得出电阻R上产生的热量．
解答 解：A、由速度图象得：v=2x，金属棒所受的安培力为：FA=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}x}{R+r}$，代入得：FA=0.5x，则知FA与x是线性关系．
当x=0时，安培力FA1=0；当x=1m时，安培力FA2=0.5N，则从起点发生s=1m位移的过程中，安培力做功为：${W}_{A}=-\frac{{F}_{A1}+{F}_{A2}}{2}s=-\frac{0.5}{2}×1=-0.25J$，
根据动能定理得：$W+{W}_{A}-μmgs=\frac{1}{2}m{v}^{2}-0$，代入数据解得W=9.25J，故A正确．
B、通过电阻R的感应电量为：q=$\frac{△Φ}{R+r}=\frac{BLs}{R+r}=\frac{1×1×1}{4}C=0.25C$，故B错误．
C、根据能量守恒得：W=Q+$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，代入数据解得整个系统产生的总热量为：Q=5.25J，故C正确．
D、摩擦产生的热量为：Q′=μmgs=0.25×20×1J=5J，则电阻R和r上产生的焦耳热为：Q″=Q-Q′=5.25-5J=0.25J，由于R和r阻值相等，则电阻R上产生的热量为：${Q}_{R}=\frac{Q″}{2}=0.125J$，故D正确．
故选：ACD．
点评 解决本题的关键是根据安培力的表达式得出安培力与x的线性关系，求出安培力做功．掌握安培力的径向表达式FA=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$和电量的经验表达式q=$n\frac{△Φ}{R+r}$，并能灵活运用．
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用10N的力拉一个质量为1kg的物体在水平地面上前进，如图所示．若物体由静止开始前进了10m，拉力F做了多少功？重力G做了多少功？（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）
如图所示，一质量为m=0.16kg、长L=0.4m、宽d=0.2m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h1=0.8m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动．| A． | 输电电压越高，输电导线上的功率损失越大 | |
| B． | 输电导线的电阻越大，输电导线功率损失越大 | |
| C． | 输电导线上的功率损失与输电电压成正比 | |
| D． | 输电导线上的功率损失与输电电流成正比 |
图1中，B为有平行边界的匀强磁场；abcd是一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框，ab边恰好与磁场左边界重合．若线框在向右的水平拉力F作用下，由静止开始沿垂直于磁场边界向右做匀加速直线运动，在线框穿过匀强磁场的过程中，测得感应电流i的大小随时间t变化关系如图2所示，则（ ）| A． | 拉力F的大小是恒定的 | |
| B． | 在0～3s内，拉力的大小与时间成正比 | |
| C． | 线框的边长与磁场宽度的比值为1：4 | |
| D． | 线框离开磁场所用时间约为进入磁场所用时间的0.5倍 |
如图，路面水平，路面上有一辆汽车，汽车的质量为m，发动机输出的额定功率为P，受到阻力f大小恒定，某时刻汽车由静止启动．
如图所示，两平行金属轨道水平放置，左端连有一电阻R、右端与线圈相连，在轨道平面内，有竖直向上的匀强磁场．条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，导体棒cd始终静止并与金属轨道垂直，则（ ）| A． | 电流方向从a到b，导体棒cd所受安培力方向向左 | |
| B． | 电流方向从a到b，导体棒cd所受安培力方向向右 | |
| C． | 电流方向从b到a，导体棒cd所受安培力方向向左 | |
| D． | 电流方向从b到a，导体棒cd所受安培力方向向右 |
| A． | 金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 | |
| B． | 对任何一种金属都存在一个“极限波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应 | |
| C． | 用不可见光照射金属一定比可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能要大 | |
| D． | 光电效应的发生与入射光的强度有关 |