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1.如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向里,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由滑動,導(dǎo)軌一端跨接一個(gè)定值電阻R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉、若保持拉力恒定,當(dāng)速度為v時(shí),加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動;若保持拉力的功率恒定,當(dāng)速度為v時(shí),加速度為a2,最終也以2v做勻速運(yùn)動,則( �。�
A.a2=4a1B.a2=3a1C.a2=2a1D.a2=a1

分析 根據(jù)E=BIL,I=ER,E=BLv推導(dǎo)出棒的速度為v和2v時(shí)所受的安培力大小.由于兩種情況下棒最終都做速度為2v的勻速運(yùn)動,拉力與安培力平衡,根據(jù)牛頓第二定律和功率公式P=Fv求解加速度之比.

解答 解:棒的速度為v時(shí),所受的安培力為 F1=BLI1=BLE1R=BLBLvR=B2L2vR
棒的速度為2v時(shí),所受的安培力為 F2=BLI2=BLE2R=BLBL2vR=B2L22vR
兩種情況下,棒最終做勻速運(yùn)動的速度均為2v,對應(yīng)此時(shí)的拉力均為:
  F=F2=B2L22vR
(1)若F恒定,ab棒速度為v時(shí)的加速度為:a1=FF1m
解得:a1=B2L2vmR
(2)若P恒定,則得拉力的功率為 P=F•2v=4B2L2v2R,
ab棒速度為v時(shí),拉力為 F¹=Pv=4B2L2vR
此時(shí)ab棒的加速度為:a2=FF1m
解得:a2=3B2L2vmR
因此a2=3a1,故B正確,ACD錯(cuò)誤;
故選:B.

點(diǎn)評 本題可以和機(jī)車啟動的兩種方式進(jìn)行類比解答,只不過機(jī)車啟動時(shí)阻力不變,而該題中阻力為安培力,是不斷變化的.推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式是解答本題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.繩端位于坐標(biāo)原點(diǎn),用手握住繩的左端,當(dāng)t=0時(shí)使其開始沿y軸做振幅為8cm的簡諧振動,在t=0.25s時(shí),繩上形成如圖所示的波形,試求:
(1)該波的波速;
(2)從已經(jīng)形成的波形起,再經(jīng)過多長時(shí)間位于x2=45cm處的質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置.

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12.裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面,如圖所示.將試管豎直向下壓下少許,然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí),在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運(yùn)動.若取豎直向上為正方向,則以下描述試管振動的圖象中可能正確的是( �。�
A.B.C.D.

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9.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成圖所示的線框,置于正方形有界勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直線框平面向里,圖中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個(gè)不同方向平動進(jìn)入磁場,并且速度方向始終與線框先進(jìn)入磁場的那條邊垂直,則在通過如圖所示位置時(shí),下列說法中正確的是( �。�
A.a、b兩點(diǎn)間的電勢差圖①中最大B.a、b兩點(diǎn)間的電勢差圖②中最大
C.回路電流圖③中最大D.回路電流圖④中最小

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16.如圖所示,一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,沿OO′方向觀察,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈匝數(shù)為n,邊長為l,電阻為R,轉(zhuǎn)動的角速度為ω,則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)(  )
A.線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaB.線圈中感應(yīng)電流大小為nBl2ωR
C.線圈所處位置為中性面D.穿過線圈的磁通量的變化率為零

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6.1958年至1976年的美蘇空間競賽,引發(fā)了首次探月高潮.經(jīng)過多年發(fā)展,如今一些國家的綜合國力有了較大提升,已掀起了第二輪探月熱潮.與第一輪“探月熱”不同的是,新一輪以探測月球資源為主,為未來月球資源開發(fā)、利用打基礎(chǔ).科學(xué)探測表明,月球上至少存在氧、硅、鋁、鐵等豐富的礦產(chǎn)資源.設(shè)想人類開發(fā)月球,不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上,假定經(jīng)過長時(shí)間開采以后,月球和地球仍看做均勻球體,月球仍然在開采前的圓軌道上繞地球運(yùn)動.對開采后的月球與開采前相比,下列判斷正確的是( �。�
A.月球所受地球的引力可能不變B.月球繞地球運(yùn)動的向心加速度變大
C.月球繞地球運(yùn)動的周期變大D.月球繞地球運(yùn)動的速率變小

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13.如圖所示,一根長為L不可伸長的輕繩跨過光滑的水平軸O,兩端分別連接質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為2m的物塊B,由圖示位置釋放后,當(dāng)小球轉(zhuǎn)動到水平軸正下方時(shí)輕繩的中點(diǎn)正好在水平軸O點(diǎn),且此時(shí)物塊B的速度剛好為零,則下列說法中正確的是(  )
A.物塊B一直處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.小球A從圖示位置運(yùn)動到水平軸正下方的過程中機(jī)械能守恒
C.小球A運(yùn)動到水平軸正下方時(shí)的速度大于gL
D.小球A從圖示位置運(yùn)動到水平軸正下方的過程中,小球A與物塊B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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10.關(guān)于隕石落向地球的原因,下列分析正確的是( �。�
A.隕石對地球的吸引力遠(yuǎn)小于地球?qū)﹄E石的吸引力,所以隕石落向地球
B.隕石對地球的吸引力和地球?qū)﹄E石的吸引力大小相等,但隕石質(zhì)量小、加速度大,所以隕石改變運(yùn)動方向,落向地球
C.太陽不再吸引隕石,所以隕石落向地球
D.隕石受到其他星球排斥力落向地球

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11.圖甲為一放置在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中的正方形金屬線圈,規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,則以下說法正確的是( �。�
A.在0~2s的時(shí)間內(nèi),正方形線圈有收縮的趨勢
B.在前2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生了恒定的電流
C.在2s~3s內(nèi)線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.在前2s內(nèi)和3s~5s內(nèi)這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相反

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