题目内容
5．
如图所示，U形光滑金属框架竖直放置，bc水平，ab、cd竖直且足够长，b、c间有一定值电阻R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻不计，质量为m的导体棒，导体棒始终垂直框架并与框架保持良好接触，整个装置处于垂直框架所在平面的匀强磁场中．已知重力加速度为g．当导体棒ef由静止下滑一段时间后，闭合开关S，则开关S闭合后（ ）| A． | 导体棒ef的加速度一定小于g | |
| B． | 导体棒ef的加速度可能大于g | |
| C． | 导体棒ef最终速度跟开关S闭合的时刻无关 | |
| D． | 导体棒ef的机械能与回路中产生的内能之和一定守恒 |
分析 棒沿框架无摩擦下滑，先做自由落体运动，当闭合开关时，由于棒切割磁感线产生感应电动势，出现感应电流，导致棒受到安培力，根据安培力公式大小，可判定棒的合力，从而确定加速度大小与方向；当棒达到受力平衡时，处于最大速度．在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的电能之和是守恒的．
解答 解：A、当ef从静止下滑一段时间后闭合S，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于2mg，则由牛顿第二定律得F安-mg=ma，则ef的加速度大小可能大于g．若安培力小于2mg，则ef的加速度大小可能小于g．故A错误，B正确．
C、棒达到稳定速度时一定做匀速运动，由mg=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，解得：v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$，可见稳定时速度v与开关闭合的时刻无关，故C正确；
D、在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此ef的机械能与电路中产生的内能之和保持不变，故D正确；
故选：BCD．
点评 本题是电磁感应与力学知识的综合，其桥梁是安培力，这类问题往往安培力的分析和计算是关键，要记牢安培力的经验公式F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$的正确应用．
练习册系列答案
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15．由静止开始作匀加速直线运动的火车，在第10s末的速度为2m/s，下列叙述中正确的是（ ）
| A． | 前10s内通过的位移为10m | B． | 加速度是0.2m/s2 | ||
| C． | 10s内平均速度为1m/s | D． | 第10s内通过位移是2m |
如图所示，倾斜传送带与水平地面之间的夹角θ=37°，从A到B长度L=28m，传动带v=4m/s的速度顺时针转动，在传动带下端B处无初速度地放一个质量为0.1kg的煤块，它与传动带之间的动摩擦因数为0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小．求：
20．
如图所示，实线是一带电粒子在电场中仅受电场力作用的运动轨迹，虚线a、b、c是该电场的电场线或等势面（电势差相等），M、N是粒子运动轨迹上的两个点，则下列说法中正确的是（ ）
如图所示，实线是一带电粒子在电场中仅受电场力作用的运动轨迹，虚线a、b、c是该电场的电场线或等势面（电势差相等），M、N是粒子运动轨迹上的两个点，则下列说法中正确的是（ ）| A． | 若虚线为电场线，则粒子在M点的加速度比在N点的加速度大 | |
| B． | 若虚线为电场线，则粒子从M点运动至N点的过程中电势能减小 | |
| C． | 若虚线为等势面，则三等势面的电势高低关系为φa＞φb＞φc | |
| D． | 若虚线为等势面，则粒子在N点的速率小于在M点的速率 |
14．始终在水平方向匀速飞行的飞行物，每隔相等的时间依次落下A、B、C、D四个小球．若不计空气阻力，在A球落地前（ ）
| A． | 每个小球在空中运动的轨迹为抛物线 | |
| B． | 相邻两小球间水平方向上的距离之比为1：2：3 | |
| C． | 在D球开始下落的瞬时，相邻两球的间距$\overline{AB}$、$\overline{BC}$、$\overline{CD}$之比为5：3：1 | |
| D． | 在相同的时间内，四个小球的速度改变量大小相等、方向相同 |
15．水平地面上放一重2N的足球，一个小孩用10N的力踢球，球向前滚动2m，小孩对球做功的说法正确的是（ ）
| A． | 小孩对球作功为20J | B． | 小孩对球作功为8J | ||
| C． | 小孩对球作功为28J | D． | 条件不足，无法确定 |