题目内容

14．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则（　　）
A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=$\frac{{{B^2}{L^2}v}}{R-mg}$
D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

分析 导体棒下落过程中切割磁感线，回路中形成电流，根据右手定责可以判断电流的方向，正确分析安培力变化可以求解加速度的变化情况，下落过程中正确应用功能关系可以分析产生热量与重力势能减小量的大小关系．

解答 解：A、金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A正确；
B、根据右手定则可知，金属棒向下运动时，流过电阻R电流方向为b→a，故B错误；
C、当金属棒的速度为v时，E=BLv，安培力大小为：F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，故C错误；
D、当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少，故D错误．
故选：A．

点评 根据导体棒速度的变化正确分析安培力的变化往往是解决这类问题的重点，在应用功能关系时，注意弹性势能的变化，这点是往往被容易忽视的．

练习册系列答案
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4．如图所示，一列长为2L的火车沿平直轨道匀加速地驶过长为L的水平桥，车头过桥头A时速度是v1，车头过桥尾B时速度是v2，则车尾通过桥尾时的速度为（　　）
A．v2B．2v2-v1C．$\sqrt{\frac{v_1^2+v_2^2}{2}}$D．$\sqrt{2{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}$
5．如图所示，一带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为5.0m，边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E=5.0×10-2N/C的匀强电场，同时还有匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知ab=1.0m，求：
（1）判断带电小球带何种电荷？并求出小球运动到a点的速度大小．
（2）该匀强磁场的磁感强度B的大小和方向；
（3）小球从P经a至b时，共需时间？
2．下列说法正确的是（　　）
A．物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动
B．形状规则的物体的重心在其几何中心
C．速度越大的汽车越难停下来，因此物体的速度越大，惯性也越大
D．处于超重状态的物体，其重力并没有增大
9．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，小车与车上砝码的总质量为m1，悬吊着的砝码盘和盘中砝码的总质量为m2，
（1）下列措施中不需要和不正确的是：BC
A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力；
B．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源；
C．每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力；
D．实验通过描绘a-F图象来确定加速度a与力F的关系；
E．实验通过描绘a-$\frac{1}{m}$图象来确定加速度a与质量m的关系；
（2）当m1与m2的大小关系满足m2＜＜m1时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力．
（3）平衡摩擦力后，保持小车的质量不变的情况下．挂上砝码盘，然后向砝码盘中添加砝码，测量小车的加速度．砝码盘中砝码总重力F与小车的加速度a的实验数据如表：
F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
请根据实验数据作出a-F的关系图象．
（4）根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因是未计入砝码盘的重力．．
19．下列关于物理学家所做科学贡献、物理规律以及物理量的单位等说法正确的是（　　）
A．牛顿用“理想实验”推翻了亚里斯多德的“力是维持物体运动的原因”的观点
B．从牛顿第一定律可演绎出“质量是物体惯性大小的量度”的结论
C．库仑最早引入电场概念并提出用电场线表示电场
D．T•m2与V•s能表示同一个物理量的单位
6．如图所示为甲、乙两质点在同一直线上运动的x-t图象．其中，乙质点做初速度为零的匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．乙质点的加速度为2m/s2
B．乙质点的加速度为4 m/s2
C．两质点相遇时乙质点的速度大小为2m/s
D．两质点相遇时乙质点的速度大小为4 m/s
3．某实验小组利用如图1所示的实验装置探究“合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”．实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等．

（1）实验中可选择的钩码有2个，它们的质量分别为m1和m2，且m1＞m2，你认为实验中选择m2（选填“m1”或“m2”）较合适．
（2）实验中可选择的遮光条有2个，它们的宽度分别为d1和d2，且d1＞d2，你认为实验中选择d2（选填“d1”或“d2”）较合适．
（3）该实验小组又用此装置探究了物体质量一定时，加速度与所受合外力的关系，在a-F坐标系中，画出了如图2所示的三条曲线．你认为符合事实的曲线是③（从①②③三条曲线中选出一条，填序号）．曲线未过坐标原点和后段变弯曲的原因可能是末平衡摩擦力或平衡摩擦力不够、钩码质量不满足远远小于滑块质量的条件．
4．如图所示，小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，重力加速度为g，则飞行时间t为（　　）
A．t=v0tan θB．t=$\frac{2{v}_{0}tanθ}{g}$C．t=$\frac{{v}_{0}}{gtanθ}$D．t=$\frac{2{v}_{0}}{gtanθ}$

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