16．如圖所示，兩條電阻不計的平行光滑金屬導軌豎直放置在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中．導體棒動ab、cd長度均為0.2m，電阻均為0.1Ω，重力均為0.1N．現(xiàn)用力向上拉動導體棒ab，使之勻速上升（導體棒ab、cd與導軌接觸良好，且始終與導軌垂直），此時cd靜止不動．則ab上升時，下列說法正確的是（　　）
A．ab受到的拉力大小為2NB．ab向上運動的速度為2m/s
C．2 s內(nèi)拉力做功為0.6JD．2 s內(nèi)有0.8J的機械能轉(zhuǎn)化為電能

分析 要使cd始終保持靜止不動，cd棒受到的安培力與重力平衡，ab勻速上升，受力也平衡，對兩棒組成的整體研究，由平衡條件可求得推力的大�。�
對ab研究，根據(jù)法拉第電磁感應定律和歐姆定律求解速度．由焦耳定律求解2s內(nèi)產(chǎn)生的電能，由W=Fs=Fvt求解推力做功．

解答 解：A、導體棒ab勻速上升，受力平衡，cd棒靜止，受力也平衡，對于兩棒組成的整體，合外力為零，根據(jù)平衡條件可得：ab棒受到的推力F=2mg=0.2N，故A錯誤．
B、對cd棒，受到向下的重力G和向上的安培力F安，由平衡條件得：F安=G，即BIL=G，又I=$\frac{BLv}{2R}$，聯(lián)立得：v=$\frac{2GR}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{2×0.1×0.1}{0．{5}^{2}×0．{2}^{2}}$=2m/s，故B正確．
C、在2s內(nèi)拉力做的功為：W=F推vt=0.2×2×2J=0.8J，故C錯誤．
D、在2s內(nèi)，電路產(chǎn)生的電能Q=$\frac{{E}^{2}}{2R}$t=$\frac{（BLv）^{2}}{2R}$t=$\frac{（0.5×0.2×2）^{2}}{2×0.1}$×2J=0.4J，則在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤．
故選：B．

點評 本題是電磁感應現(xiàn)象中的力平衡問題，關鍵是對安培力和電路的分析和計算．要靈活選擇研究對象，本題運用整體法和隔離法結(jié)合，比較簡潔．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．某船要渡過300m寬的河，已知船相對水的速度始終為3m/s，河水的流速始終不變，大小為5m/s，下列說法中正確的是（　�。�
A．該船要渡河所用時間最少為100s
B．該船渡河的最短位移是300m
C．該船要用最短的時間渡河，它的軌跡為曲線
D．該船不可能沿垂直河岸的航線抵達對岸

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．如圖所示，物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入粗糙水平面（設經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在C點．每隔0.2秒通過速度傳感器測量物體的瞬時速度大小，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)．求：
t/（s）0.00.20.4…1.41.6…
v/（m/s）0.01.22.4…0.80.4…
（1）物體在斜面加速度a1大小和水平面上的加速度a2大��；
（2）從A點達到C點的時間t；
（3）到達B點的瞬時速度vB大�。�
（4）t=0.6s時瞬時速度大小v．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．一質(zhì)點從O點由靜止出發(fā)做勻加速直線運動，途經(jīng)A、B、C三點和D、E、F三點，AB間距離為S1，BC間距離為S2，且過AB和BC段時間相等；而DE段和EF段距離相等，過DE段的平均速度為v1，過EF段的平均速度為v2．則OA間距離和過E點的速率分別為（　�。�
A．$\frac{（3{S}_{1}-{S}_{2}）^{2}}{8（{S}_{2}-{S}_{1}）}$；$\frac{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}{{v}_{2}-{v}_{1}}$
B．$\frac{（3{S}_{1}-{S}_{2}）^{2}}{8（{S}_{2}-{S}_{1}）}$；$\frac{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}{{v}_{1}+{v}_{2}}$
C．$\frac{（3{S}_{1}-{S}_{2}）^{2}}{8（{S}_{2}+{S}_{1}）}$；$\frac{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}{{v}_{2}-{v}_{1}}$
D．$\frac{（3{S}_{1}+{S}_{2}）^{2}}{8（{S}_{2}-{S}_{1}）}$；$\frac{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}{{v}_{1}+{v}_{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

11．如圖所示，光滑且足夠長平行金屬導軌MN．PQ相距L=1m，導軌平面與水平面夾角α=30°，導軌電阻不計．磁感應強度B=2T的勻強磁場垂直導軌平面斜向上，一金屬棒ab垂直于MN．PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒質(zhì)量m=0.8kg，電阻r=2Ω．兩金屬導軌的上端連接一電阻箱R，調(diào)節(jié)電阻箱使R=8Ω，現(xiàn)
將金屬棒由靜止釋放．取g=10m/s2，求：
（1）金屬棒下滑的最大速度vm；
（2）當金屬棒下滑距離為x1=15m時速度恰好達到最大值，求金屬棒由靜止開始下滑x2=20m的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱；
（3）改變電阻箱R的值，當R為何值時，金屬棒由靜止開始下滑x2=20m的過程中，流過R的電量為2C．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．如圖所示，兩根足夠長平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻，下端開口，軌道間距L=1m．整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上．質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導軌上，ab在導軌之間的電阻r=1Ω，電路中其余電阻不計．金屬棒ab由靜止釋放后沿導軌運動時始終垂直于導軌且與導軌接觸良好．已知金屬棒ab與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.5，不計空氣阻力影響．sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：
（1）金屬棒ab沿導軌向下運動的最大速度vm；
（2）金屬棒ab沿導軌向下運動過程中，電阻R上的最大電功率PR；
（3）若從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J，求流過電阻R的總電荷量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖所示，位于水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導軌處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌所在的平面，導軌的一端與一電阻相連，金屬桿ab放在導軌上并與導軌垂直，現(xiàn)用以平行于導軌的恒力F拉ab，使之由靜止開始向右運動．金屬桿ab和導軌的電阻不計，用E表示回路中的感應電動勢，i表示回路中的感應電流，在i隨時間增大的過程中，電阻消耗的瞬時功率（　�。�
A．等于F的功率B．等于F與安培力合力的功率
C．等于安培力功率的絕對值D．等于Ei

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．某工廠流水線車間傳送帶如圖所示：逆時針勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶長L=4m，與水平面夾角為37°；小工件被一個接一個地靜止放到傳送帶頂端A點，小工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.25；則在這些小工件被運送到底端B點過程中，求：
（1）小工件剛放上傳送帶時的加速度大�。�
（2）若要讓每個小工件都能最快地從A運到B，傳送帶速率應滿足的條件，并求出該最短時間；
（3）若要降低工廠耗能成本，要求每個小工件相對傳送帶滑動的路程都最短，傳送帶速率應滿足的條件，并求出一個小工件相對傳送帶的最短路程．
已知g取10m/s2，函數(shù)y=x$\sqrt{a{x}^{2}+b}$-x2在x2=$\frac{2a}$（$\frac{1}{\sqrt{1-a}}$-1）時取最大值．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．如圖所示，虛線PQ、MN間存在水平勻強電場，一帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量為q=+1.0×10-5C，從a點由靜止開始經(jīng)電壓為U=400V的電場加速后，垂直于PQ從b點進入勻強電場中，從虛線MN上的c點離開勻強電場時速度方向與電場方向成30°角．已知PQ、MN間距為20cm，帶電粒子的重
力忽略不計．求：
（1）帶電粒子剛進入勻強電場時的速率v0；
（2）帶電粒子在PQ、MN間的勻強電場中運動的時間；
（3）b、c兩點間的電勢差Ubc．

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