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8.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场B与导轨平面垂直,磁场范围足够大.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放,导体棒始终保持水平,且与导轨接触良好,不计导轨电阻,导体棒在磁场中运动的过程中(  )
A.无论导体捧如何运动,最终电路中的电流I=$\frac{mg}{BL}$
B.导体棒减少的重力势能全部变成电阻R产生的焦耳热
C.导体棒的加速度可能先增加后减小,最终减小到零
D.导体棒的速度可能先增加,也可能先减小,也可能一直不变

分析 磁场范围足够大,导体棒最终要在磁场中做匀速直线运动,应用平衡条件可以求出电流;
导体棒进入磁场可能做加速运动、也可能做匀速运动、还可能做减速运动,根据导体棒所受安培力与重力的关系分析答题.

解答 解:A、磁场范围足够大,导体棒最终要在磁场中做匀速直线运动,由平衡条件得:mg=BIL,解得,最终电路中的电流:I=$\frac{mg}{BL}$,故A正确;
B、导体棒运动过程重力势能减少,减少的重力势能转化为导体棒的动能与焦耳热,故B错误;
C、如果导体棒进入磁场时受到的安培力小于重力,则导体棒做加速运动,导体棒受到的安培力:F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$增大,导体棒受到的合力减小,加速度减小,当安培力与重力相等时做匀速直线运动;如果导体棒进入磁场时重力与安培力相等,则导体棒做匀速直线运动,加速度为零保持不变;如果导体棒进入磁场时受到的安培力大于重力,则导体棒做减速运动,安培力减小,合外力减小,加速度减小,当安培力等于重力时做匀速直线运动;由此可知:导体棒的加速度可能为零、也可能减小,加速度不会增大,故C错误;
D、由C分析可知,导体棒进入磁场时可能先做 加速运动后做匀速直线运动,也可能一直做匀速直线运动,也可能先做减速运动后做匀速运动,故D正确;
故选:AD.

点评 导体棒刚进入磁场时所受安培力可能小于重力、也可能等于重力、也可能大于重力,因此导体棒进入磁场后可能做加速运动、也可能做匀速运动、还可能做减速运动,分析清楚导体棒的运动过程是解题的前提与关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.关于参考系,下述说法中错误的是(  )
A.参考系必须选择静止不动的物体
B.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同
C.任何物体都可以被选做参考系
D.甲、乙两人均以相同的速度向正东行走,若以甲为参考系,则乙是静止的

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.关于电流的正确理解是(  )
A.导体的横截面积越大,电流越大
B.导体中的自由电荷越多,电流越大
C.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

5.如图所示,一方向竖直向上,电场强度大小为E的匀强电场中有一半径为R的竖直圆形轨道,其圆心为O,圆形轨道与电场区域的左边界相切,在圆形轨道左侧有一平行板电容器AB,A板带正电,B板带负电,两板间电势差U可改变,一带正电粒子(粒子重力不计)从靠近A板处由静止释放,经加速后从圆形轨道与电场区域左边界切点处的小孔进入圆形轨道区域,最后打在圆形轨道上,则下列说法正确的是(  )
A.调节电压U,可使粒子垂直打在圆形轨道上
B.粒子将向下偏转
C.存在唯一的加速电压U使粒子在圆形轨道区域竖直偏移量为$\frac{R}{2}$
D.当粒子打在圆心O的正上方时,加速电压U=$\frac{ER}{4}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.如图所示,一对长度为L、相距为d的平行金属极板M、N水平放置,接在电动势为E、内阻为r的电源两端.一质量为m、电荷量为q的带电粒子P(电性未知)以速度v0从紧挨极板M的一端平行于极板射入,若带电粒子P刚好打在极板N的另一端,两极板之间的电场可视为匀强电场,则下列说法正确的是(  )
A.若带电粒子P的重力不可忽略,则带电粒子P一定带正电
B.若带电粒子P的重力不可忽略,则带电粒子P打在极板N之前的速度大小一定小于$\sqrt{{v}_{0}^{2}+\frac{{q}^{2}{E}^{2}{L}^{2}}{{m}^{2}{d}^{2}{v}_{0}^{2}}}$
C.若带电粒子P的重力不计,则带电粒子P在极板之间可能做变加速曲线运动
D.若带电粒子P的重力不计,则带电粒子P打在极板N之前的速度大小为$\sqrt{{v}_{0}^{2}+\frac{{q}^{2}{E}^{2}{L}^{2}}{{m}^{2}{d}^{2}{v}_{0}^{2}}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.如图所示,光滑斜面的上半部分有垂直于斜面向上的匀强磁场,边长为L的正方体导体线框以初速度v0开始沿斜面向上进入磁场,通过一段位移x后,又沿斜面返回出发点.若x≤L,则线框在斜面上运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.线框上滑的时间比下滑的时间短
B.线框的加速度先增大再减小
C.上滑过程中通过线框截面的电荷量比下滑过程中的大
D.上滑过程中产生的焦耳热比下滑过程的多

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

20.如图甲所示,固定的光滑平行导轨(电阻不计)与水平面夹角为θ=30°,导轨足够长且间距L=0.5m,底端接有阻值为R=4Ω的电阻,整个装置处于垂直于导体框架向上的匀强磁场中.一质量为m=1kg、电阻r=1Ω、长度也为L的导体棒MN在沿导轨向上的外力F作用下由静止开始运动,拉力F与导体棒速率倒数关系如图乙所示.已知g=10m/s2.求:
(1)v=5m/s时拉力的功率.
(2)匀强磁场的磁感应强度.
(3)当棒的加速度a=8m/s2时,导体棒受到的安培力.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

17.如图所示,在E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道CPN竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN平滑连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=3×10-4 C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5,小滑块运动过程中所带电荷量保持不变,取g=10m/s2.滑块在水平轨道上某点由静止释放后,恰好能运动到圆轨道的最高点C,问:
(1)小滑块是在水平轨道上离N点多远处释放的?
(2)小滑块经过C点后落地,落地点离N点的距离多大?
(3)小球在半圆轨道上运动时,对轨道的最大压力有多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

18.在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示,为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的记数点,相邻记数点间的时间间隔T=0.1s.
(1)通常根据$△x=a{t}_{\;}^{2}=常数$可判定小球做匀变速直线运动.
(2)根据中间时刻的即时速度等于这段时间内的平均速度计算两点的瞬时速度:vB=0.875 m/s,vD=1.575 m/s
(3)加速度a=3.5$m/{s}_{\;}^{2}$.

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