3.如圖所示,A、B為不同金屬制成的質(zhì)量相等的正方形線框,A的邊長是B的2倍,A的電阻是B的4倍,當(dāng)它們的下邊在同一高度豎直下落,垂直進(jìn)入如圖所示的磁場中,A框恰能勻速下落,那么(  )
A.B框一定勻速下落
B.進(jìn)入磁場后,A、B中感應(yīng)電流強(qiáng)度之比是2:1
C.兩線框全部進(jìn)入磁場的過程中,通過截面的電量不相等
D.兩線框全部進(jìn)入磁場的過程中,消耗的電能之比為1:1

分析 線框在進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動,由自由落體運(yùn)動規(guī)律可以求出線框進(jìn)入磁場時速度的表達(dá)式;線框進(jìn)入磁場時,對線框受力分析,根據(jù)線框的受力情況判斷線框的運(yùn)動狀態(tài);由E=BLv求出感應(yīng)電動勢,由歐姆定律求出感應(yīng)電流;由電流的變形公式求出感應(yīng)電荷量;由電功公式求出線框進(jìn)入磁場過程中消耗的電能.

解答 解:A、設(shè)線框到磁場的高度是h,線框進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動,由自由落體運(yùn)動的速度位移公式可得:v2=2gh,解得,線框進(jìn)入磁場時的速度:v=$\sqrt{2gh}$,兩線框進(jìn)入磁場時的速度相等.線框進(jìn)入磁場時受到的安培力 F=BIL=B$\frac{BLv}{R}$L=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,A的邊長是B的二倍,A的電阻是B的4倍,兩線框進(jìn)入磁場時的速度v相等,則A、B兩線框進(jìn)入磁場時受到的安培力相等,A進(jìn)入磁場時做勻速直線運(yùn)動,F(xiàn)=mg,由于A、B的質(zhì)量相等,則B進(jìn)入磁場時受到的安培力也等于它的重力,B進(jìn)入磁場時也做勻速直線運(yùn)動,故A正確;
B、線框進(jìn)入磁場切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=BLv,感應(yīng)電流 I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$,v相等,則A、B兩線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比:$\frac{{I}_{A}}{{I}_{B}}$=$\frac{{L}_{A}}{{L}_{B}}$$•\frac{{R}_{B}}{{R}_{A}}$=$\frac{2}{4}$=$\frac{1}{2}$,故B錯誤;
C、通過截面的電荷量q=It=$\frac{BLv}{R}$×$\frac{L}{v}$=$\frac{B{L}^{2}}{R}$,A的邊長是B的2倍,A的電阻是B的4倍,則兩線框全部進(jìn)入磁場的過程中,通過截面的電量相等,故C錯誤;
D、線框進(jìn)入磁場過程中,消耗的電能W=I2Rt=($\frac{BLv}{R}$)2×R×$\frac{L}{v}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{3}v}{R}$,A的邊長是B的2倍,A的電阻是B的4倍,兩線框的速度v相等,則二線框全部進(jìn)入磁場的過程中,消耗的電能之比為2:1,故D錯誤;
故選:A.

點(diǎn)評 本題涉及的知識點(diǎn)較多,關(guān)鍵能推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式,正確分析線框的運(yùn)動情況.對于感應(yīng)電荷量,也可以經(jīng)驗公式q=$\frac{△Φ}{R}$分析.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖(a)為實驗裝置簡圖.(所用交變電流的頻率為50Hz)

(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶,實驗數(shù)據(jù)如圖,圖中相鄰計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)未畫出,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為5.10m/s2.(保留三位有效數(shù)字)
(2)保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,一位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如圖(c)所示.該圖線不通過原點(diǎn),其主要原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠.

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14.如圖,一位網(wǎng)球運(yùn)動員用拍朝水平方向擊球,第一只球落在自己一方場地上后彈跳起來剛好擦網(wǎng)而過,落在對方場地A處.第二只球直接擦網(wǎng)而過,也落在A處.球與地面的碰撞是完全彈性的,且空氣阻力不計.
求(1)兩次擊球使球獲得的水平初速度大小之比
(2)若網(wǎng)高h(yuǎn),擊球高度為H,求$\frac{h}{H}$=?

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11.下列說法正確的是( 。
A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫假設(shè)法
B.根據(jù)亞里士多德的論斷,力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因
C.牛頓第一定律雖然是無法用實驗直接驗證的,但是它是物理學(xué)發(fā)展的一個重要基石
D.牛頓第三定律揭示了兩物體之間的作用力和反作用力是一對平衡力

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18.如圖所示,高為h=1.25m的平臺上,覆蓋著一層薄冰.現(xiàn)有一質(zhì)量為60kg的滑雪愛好者,以一定的初速度v向平臺邊緣滑去,著地時的速度方向與水平地面的夾角為45°(重力加速度g取10m/s2).由此可知以下判斷錯誤的是( 。
A.滑雪者離開平臺邊緣時的速度大小是5.0m/s
B.滑雪者著地點(diǎn)到平臺邊緣的水平距離是2.5m
C.滑雪者在空中運(yùn)動的時間為0.5s
D.著地時滑雪者的瞬時速度為5m/s

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8.如圖所示,壓路機(jī)大輪的半徑R是小輪半徑r的2倍,壓路機(jī)勻速行進(jìn)時,大輪邊緣上A點(diǎn)的向心加速度是0.12m/s2,那么小輪邊緣上的B點(diǎn)向心加速度是多少?大輪上距軸心的距離為R的C點(diǎn)的向心加速度是多大?

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15.如圖1所示,面積為0.05m2的100匝導(dǎo)體線圈與5.0Ω的電阻連接成閉合回路,線圈的總電阻也為5.0Ω,圓環(huán)處于垂直紙面向里的磁場中,該磁場的磁感強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖2,磁場方向垂直紙面向里為正方向.求:

(1)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向;
(2)電阻R消耗的電功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.2013年7月7日,溫網(wǎng)女雙決賽開打,“海峽組合”彭帥、謝淑薇擊敗澳大利亞組合奪得職業(yè)生涯首個大滿貫冠軍.如圖所示是比賽場地,已知底線到網(wǎng)的距離為L,彭帥在網(wǎng)前截?fù),若她在球網(wǎng)正上方距地面H處,將球以水平速度沿垂直球網(wǎng)的方向擊出,球剛好落在底線上.將球的運(yùn)動視作平拋運(yùn)動,重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。
A.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于L
B.根據(jù)題目條件能求出球從擊出至落地所用時間t
C.根據(jù)題目條件能求出球的水平速度v
D.質(zhì)量越大的球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的速度越大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.如圖所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸p1和p2以相同的角速度轉(zhuǎn)動,當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(  )
A.線圈繞p1時的電流等于繞p2轉(zhuǎn)動時的電流
B.線圈繞p1時的電動勢小于繞p2轉(zhuǎn)動時的電動勢
C.線圈繞p1和p2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同,都是a→b→c→d
D.繞線圈p1轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力等于繞p2轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力

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