题目内容
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的感应电量q=0.125C |
| C.整个系统产生的总热量Q=5.25J |
| D.所用的时间t>1s |
A、由速度图象得:v=2x,金属棒所受的安培力FA=
=
,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WA=-
s=-
s=-
×1J=-0.25J
根据动能定理得:W-μmgs+WA=
mv2,
其中v=2m/s,μ=0.25,m=2kg,代入解得,拉力做的功W=9.25J.故A正确.
B、通过电阻R的感应电量q=
=
=
C=0.25C.故B错误.
C、根据能量守恒得:W=Q+
mv2,得Q=W-
mv2=9.25J-
×2×22J=5.25J.故C正确.
D、v-x图象的斜率k=
=
?
=
,得a=kv=2v,则知速度增大,金属棒的加速度也随之增大,v-t图象的斜率增大,金属棒做加速增大的变加速运动,在相同时间内,达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移,平均速度小于匀加速运动的平均速度,即
<
=
m/s=1m/s,则t=
>
s=1s.故D正确.
故选ACD
| B2L2v |
| R+r |
| B2L2?2x |
| R+r |
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WA=-
| . |
| FA |
| FA1+FA2 |
| 2 |
| 0+0.5 |
| 2 |
根据动能定理得:W-μmgs+WA=
| 1 |
| 2 |
其中v=2m/s,μ=0.25,m=2kg,代入解得,拉力做的功W=9.25J.故A正确.
B、通过电阻R的感应电量q=
| △Φ |
| R+r |
| BLs |
| R+r |
| 1×1×1 |
| 4 |
C、根据能量守恒得:W=Q+
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
D、v-x图象的斜率k=
| △v |
| △x |
| △v |
| △t |
| △t |
| △x |
| a |
| v |
| . |
| v |
| 0+v |
| 2 |
| 0+2 |
| 2 |
| s | ||
|
| 1 |
| 1 |
故选ACD
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