4．一回路豎直放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與回路垂直，導(dǎo)線MN可自由地沿足夠長的光滑導(dǎo)軌運(yùn)動，回路電阻除R外均忽略不計，如圖所示．當(dāng)MN無初速釋放后，則下列說法正確的是（　�。�
A．MN受到磁場阻力，以小于g的加速度向下做勻加速直線運(yùn)動
B．MN加速下落，最后趨向于一個恒定的收尾速度
C．回路中的電流越來越大，最后趨于一個恒定的極限值
D．MN受到的磁場力越來越大，最后和導(dǎo)線MN的重力相平衡

分析 由安培力公式求出導(dǎo)線受到的安培力，然后由牛頓第二定律求出加速度，再根據(jù)加速度和速度的關(guān)系分析物體的運(yùn)動過程．

解答 解：設(shè)導(dǎo)軌間距為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，
導(dǎo)線受到的安培力：F=BIL=BL$\frac{E}{R}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
由牛頓第二定律得：mg-F=ma，
導(dǎo)線的加速度：a=g-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，導(dǎo)線做加速度運(yùn)動，
v變大，則加速度a逐漸變小，當(dāng)加速度達(dá)到零時，速度達(dá)最大；而當(dāng)加速度為零時，安培力與重力相互平衡，故BCD正確，A錯誤．
故選：BCD．

點(diǎn)評 本題考查了判斷導(dǎo)線的加速度如何變化，求出導(dǎo)線受到的安培力、應(yīng)用牛頓第二定律即可正確解題；解題時要注意，導(dǎo)體棒向下做加速度運(yùn)動，受到v不斷變大，安培力是變力，大小逐漸變大，所以加速度變小，本題與雨滴下落問題類似，屬于動態(tài)加速度問題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示，兩根等高光滑的$\frac{1}{4}$圓弧軌道，半徑為r、間距為L，軌道電阻不計．在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)有一根長度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑，到達(dá)軌道底端cd時受到軌道的支持力為2mg．整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好，求：
（1）棒到達(dá)最低點(diǎn)時的速度大小和通過電阻R的電流．
（2）棒從ab下滑到cd過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過R的電荷量．
（3）若棒在拉力作用下，從cd開始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)ab
①請寫出桿在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢隨時間t的變化關(guān)系？
②在桿到達(dá)ab的過程中拉力做的功為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．某同學(xué)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象設(shè)計了一種發(fā)電裝置，如圖甲所示，圖乙為其俯視圖．將8塊相同磁鐵的N、S極交錯放置組合成一個高h(yuǎn)=0.5m、半徑r=0.2m的圓柱體，其可繞固定的OO'軸轉(zhuǎn)動．圓柱外側(cè)附近每個磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.2T，方向都垂直于圓柱表面，相鄰兩個區(qū)域的磁場方向相反．緊靠圓柱體外側(cè)固定-根與其等長、電阻R=0.4Ω的金屬桿ab，桿與圓柱平行．從上往下看，圓柱體以ω=100rad/s的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)轉(zhuǎn)到如圖所示位置為t=0時刻．取g=10m/s2，π2=10．求：
（1）圓柱體轉(zhuǎn)過$\frac{1}{8}$周期的時間內(nèi)，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大��；
（2）如圖丙所示，M、N為水平放置的平行板電容器的兩極板，極板長L0=0.314m，兩板間距d=0.125m．現(xiàn)用兩根引線將M、N分別與a、b相連．在t=0時刻，將-個電量q=+1.00×10-6C、質(zhì)量m=1.60×10-8kg的帶電粒子從緊靠M板中心處無初速度地釋放，求粒子從M板運(yùn)動到N板所經(jīng)歷的時間t．不計粒子重力．
（3）t=0時刻，在如圖丙所示的兩極板問，若上述帶電粒子從靠近M板的左邊緣處以初速度v0水平射入兩極板間，而且已知粒子沿水平方向離開電場，求初速度v0的大小，并在圖中畫出粒子相應(yīng)的運(yùn)動軌跡．不計粒子重力．（請自行作圖�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，矩形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab和cd間滑動并接觸良好．設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ac長為L，在△t時間內(nèi)向左勻速滑過距離△d，由法拉第電磁感應(yīng)定律E=n$\frac{△Φ}{△t}$可知，下列說法正確的是（　�。�
A．當(dāng)ef向左滑動時，左側(cè)面積減少L△d，右側(cè)面積增加L△d，因此E=$\frac{2BL△d}{△t}$
B．當(dāng)ef向左滑動時，左側(cè)面積減少L△d，右側(cè)面積增加L△d，互相抵消，因此E=0
C．在公式E=n$\frac{△Φ}{△t}$中，在切割磁感線情況下，△Φ=B△S，△S應(yīng)是導(dǎo)體棒切割磁感線掃過的面積，因此E=$\frac{BL△d}{△t}$
D．在切割磁感線的情況下，只能用E=BLv計算，不能用E=n$\frac{△Φ}{△t}$計算

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．如圖所示，電阻不計且足夠長的U形金屬框架放置在絕緣水平面上，框架與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，框架的寬度為L、質(zhì)量為m1；質(zhì)量為m2、電阻為R的均勻?qū)w棒ab垂直放在框架上，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)對導(dǎo)體棒施加一水平恒力F，使棒從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，當(dāng)棒的運(yùn)動速度達(dá)到某值時，框架開始運(yùn)動．棒與框架接觸良好，框架與水平面間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度為g．
（1）求框架剛開始運(yùn)動時棒的速度v應(yīng)滿足的條件．
（2）求欲使框架運(yùn)動，所施加的水平恒力F的范圍．
（3）若施加于棒的水平恒力為F1，棒從靜止開始運(yùn)動距離為s、速度為v'時框架開始運(yùn)動，求此過程中回路中產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．光滑的水平桌面上方存在寬度均為L=0.5m、磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=1T的兩個方向相反的有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向分別豎直向下和向上，如圖所示．在磁場區(qū)域的左側(cè)有一邊長L=0.5m的正方形導(dǎo)體線框，線框右側(cè)距磁場邊界也為L=0.5m，線框總電阻為R=2Ω．現(xiàn)使線框沿桌面以v=2m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)域，規(guī)定線框中逆時針方向的電流和電動勢為正方向，磁通量方向向下為正方向．則關(guān)于線框中的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、電功率和穿過線框的磁通量的下列圖象正確的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

16．（1）如圖1所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動．框架的ab與dc平行，bc與ab、dc垂直．MN與bc的長度均為l，在運(yùn)動過程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．
a．請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=$\frac{△Φ}{△t}$，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E；
b．在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個電源，這時的非靜電力與棒中自由電子所受洛倫茲力有關(guān)．請根據(jù)電動勢的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E．
（2）為進(jìn)一步研究導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的過程，現(xiàn)構(gòu)建如下情景：如圖2所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一內(nèi)壁光滑長為l的絕緣細(xì)管MN，沿紙面以速度v向右做勻速運(yùn)動．在管的N端固定一個電量為q的帶正電小球（可看做質(zhì)點(diǎn)）．某時刻將小球釋放，小球?qū)毓苓\(yùn)動．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小球的重力可忽略．在小球沿管從N運(yùn)動到M的過程中，求小球所受各力分別對小球做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

13．如圖是拔樁架示意圖，繩CE水平，CA豎直．右繩DE與水平方向成α角；繩BC與豎直方向成β角．若在E點(diǎn)施加豎直向下的大小為F的拉力作用，則CA繩向上拔樁的力的大小為$\frac{F}{tanα•tanβ}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．據(jù)英國《每日郵報》2015年3月6日報道，“格利澤581d”行星大小約為地球的3倍，是人類在太陽系之外發(fā)現(xiàn)的第一個位于宜居帶中的行星，被稱為“超級地球”．它距離地球22光年，在浩瀚的宇宙中算得上是“鄰居”．在以“格利澤581”為中心繞轉(zhuǎn)的多顆行星中，“格利澤581c”“格利澤581d”分別與“格利澤581”的距離之比為7：22，則這兩顆行星（　�。�
A．格利澤581d的周期大B．格利澤581d的線速度大
C．格利澤581d的角速度大D．格利澤581d的向心加速度大

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同步練習(xí)冊答案