题目内容
13．
两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在的平面与匀强磁场垂直；将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端栓接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图所示．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（ ）| A． | 金属棒在最低点的加速度大于g | |
| B． | 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 | |
| C． | 当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大 | |
| D． | 金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度 |
分析 分析金属棒的运动情况：先向下做加速运动，后向下做减速运动，当重力、安培力与弹簧的弹力平衡时，速度最大．根据功能关系得知，回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量与弹簧弹性势能增加量之差．由于产生内能，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度．
解答 解：A、金属棒先向下做加速运动，后向下做减速运动，假设没有磁场，金属棒运动到最低点时，根据简谐运动的对称性可知，最低点的加速度等于刚释放时的加速度g，由于金属棒向下运动的过程中，产生感应电流，受到安培力，而安培力是阻力，则知金属棒下降的高度小于没有磁场时的高度，故金属棒在最低点的加速度小于g，故A错误．
B、根据能量守恒定律得知，回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量与弹簧弹性势能增加量之差，故B错误．
C、金属棒向下运动的过程中，受到重力、弹簧的弹力和安培力三个力作用，当三力平衡时，速度最大，即当弹簧弹力、安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大，故C错误．
D、由于产生内能，弹簧具有弹性势能，由能量守恒得知，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度，故D正确．
故选：D．
点评 本题运用力学的方法分析金属棒的运动情况和受力情况，及功能关系，难点是运用简谐运动的对称性分析金属棒到达最低点时的加速度与g的关系．
练习册系列答案
口算能手系列答案
相关题目
3．
如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合正方形线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，则拉力对环做功之比Wa：Wb等于（ ）
如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合正方形线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，则拉力对环做功之比Wa：Wb等于（ ）| A． | 1：2 | B． | 2：1 | C． | 1：4 | D． | 4：1 |
如图甲所示，水平足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距L=0.3m，导轨电阻忽略不计，与水平面夹角为37°，其间连接有阻值R=0.8Ω的固定电阻，开始时，导轨上固定着一质量为m=0.01kg，电阻r=0.4Ω的金属杆ab，整个装置处于斜面磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向上，现用一平行金属导轨面的外力F向上拉金属杆ab，使之由静止开始运动，把通过电压表采集器的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系，如图乙所示，求：
如图所示，正方形闭合导线框从距磁场区域边界高度为h处自由下落，恰可匀速进入磁场区．若导线框的质量为m、边长为L，总电阻为R，匀强磁场的磁感应强度为B，导线框进入磁场区的过程中，线框平面始终与磁场方向垂直．则高度h为$\frac{{m}^{2}g{R}^{2}}{2{B}^{4}{L}^{4}}$．则该导线框进入磁场的过程中流过导线某一横截面的电量Q=$\frac{B{L}^{2}}{R}$．
如图，两平行的光滑金属导轨位于同一水平面上，相距l=2m左端与一电阻R=4Ω相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T，方向竖直向下．一质量为m=2Kg的导体棒置于导轨上，在水平外力F作用下沿导轨以速度v=2m/s匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略．求
如图所示，两条足够长的固定光滑平行金属导轨的倾角θ=30°，间距L=0.2m，电阻不计；矩形区域MNPQ内存在着方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场，PM边的长度x1=0.7m；将两根用长x2=0.2m的绝缘轻杆垂直固定的金属棒ab、ef放在导轨上，两棒质量均为m=0.02kg，长度均为L，电阻均为R=0.2Ω．棒从MN上方某处由静止释放后沿导轨下滑，棒ab刚进入MN处时恰好做匀速运动．两棒始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2．求：
如图所示，一质量为2m、足够长的长方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，现以地面为参考系，同时给A和B大小相同方向相反的初速度v0（如图），使A向左移动、B向右运动．求：
3．运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y．已知原子核X、α粒子的质量分别是M、m，α粒子的动能为E，真空中的光速为c，α粒子的速度远小于光速．则在上述核反应中的质量亏损是（ ）
| A． | $\frac{M-m}{m{c}^{2}}E$ | B． | $\frac{M-m}{M{c}^{2}}$E | C． | $\frac{m}{（M-m）{c}^{2}}$E | D． | $\frac{M}{（M-m）{c}^{2}}$E |