题目内容

如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平 面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L。一个质量为m、一边长度也为L的方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为。经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零。此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I(不计空气阻力),则

A.上升过程中,导线框做匀变速运动

B.上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率

C.上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多

D.上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等

 

C

【解析】

试题分析: 上升过程中,线框所受的重力和安培力都向下,线框做减速运动.设加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:,解得由此可知,线框速度v减小时,加速度a也减小,故A错误;下降过程中,线框做加速运动,则有,,由此可知,下降过程加速度小于上升过程加速度,上升过程位移与下降过程位移相等,则上升时间短,下降时间长,上升过程与下降过程重力做功相同,则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率,故B 错误;线框产生的焦耳热等于克服安培力做功,对应与同一位置,上升速度大于下降速度,上升过程安培力大于下降过程安培力,上升与下降过程位移相等,则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功,上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多,故C正确;线框运动过程中要产生电能,根据能量守恒定律可知,线框返回原位置时速率减小,则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小,根据动能定理得知,上升过程中合力做功较大,故D错误。

考点:导体切割磁感线时的感应电动势

 

练习册系列答案
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小宁同学尝试用新鲜的马铃薯来当“电池”,并想测定该“电池”的电动势。

实验室提供:灵敏电流计G(内阻未知,量程为300μA) ,电阻箱(0—9999.9Ω),锌板、铅板各一块,开关一只,导线若干。按照图1连好电路来测量该“马铃薯电池”的电动势,调节电阻箱,得到了多组数据,可求出该电池的电动势E测。利用该电路求得的电池的电动势E测与真实值E真之间的关系为E测 E真(填“大于”、“小于”或 “等于”)

(2)小华认为利用第(1)题的电路也可以求得电池的内电阻,但是由于G表内阻未知,不是很精确,为了精确测量出电池的内电阻应先测出G表内阻Rg。他按照图2连好电路(其中电位器相当于阻值极大的滑动变阻器,G1、G2为与G完全相同的电表),请在下面的方框图中画出图2中的电路原理图。实验中的具体操作如下:

①S1闭合前,调节电位器阻值达到最大,闭合S1、S2,断开S3;

②调节电位器使G1、G2示数均为I=200μA;

③保持电位器阻值不变,闭合S1、S3,断开S2;

④调节电阻箱阻值,使G1示数μA;

⑤读出电阻箱的数值R。

通过上面的实验过程可以求得电流表G1的内阻为 ,本实验采是的是 的物理思想。

(3)小明想利用图像法处理(1)中的实验数据,更为精确地测量该“马铃薯电池”电动势和内阻,请在下列方框里设计实验数据记录表格。

 

 

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