精英家教網(wǎng)如右圖所示，一金屬方框abcd從離磁場區(qū)域上方高h處自由下落，進入與線框平面垂直的勻強磁場中，在進入磁場的過程中，不可能發(fā)生的情況是（　　）
分析：線框進入磁場后，由于電磁感應線框受到向上的安培力作用，根據(jù)安培力與重力大小關系，分析線框可能的運動情況．安培力大小與線框速度大小成正比，分析加速度的變化情況．
解答：解：設線框cd邊長為L，整個線框的電阻為R，進入磁場時速度為v，此時感應電動勢為E=BLv
線框中的電流為I=
BLv
R

F受到向上的安培力為
F=
B2L2v
R
=
B2L2
R
2gh

（1）如果F=mg，線框?qū)蛩龠M入磁場；
（2）如果F＜mg，線框?qū)⒓铀龠M入磁場，但隨著速度的增大，F(xiàn)增大，加速度減小，因此進入磁場的過程是變加速運動，且a＜g；
（3）如果F＞mg，線框?qū)p速進入磁場，但隨著速度的減小，F(xiàn)減小，加速度的值將減小，因此也是變減速運動．
由此可見，其運動特點是由所處高度h決定（對于確定的線框），A、B、C三種情況均有可能，故A、B、C有可能．
線框進入磁場，才會受到向上的力，同時受到向上的力是因為有電流，由于克服安培力做功，有一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能，所以機械能不守恒．所以線框不可能反跳回原處．故D不可能．
本題選不可能的，故選D．
點評：本題考查根據(jù)受力情況分析判斷物體運動情況的能力．本題線框的高度未知，進入磁場時速度未知，所以安培力與重力的關系不確定，要分情況進行討論．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?奉賢區(qū)二模）如圖所示，兩根不計電阻的光滑金屬導軌MN與PQ固定在水平面內(nèi)，MN是直導軌，PQ 的PQ1段、Q2Q3段是直導軌、Q1Q2段是曲線導軌，MN、PQ1、Q2Q3相互平行，M、P間接入一個阻值R=0.25Ω的電阻．質(zhì)量m=1.0kg、不計電阻的金屬棒在導軌上滑動時始終垂直于MN．整個裝置處于豎直向下的磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中．金屬棒處于位置（I）時，給金屬棒一向右的初速度v1=4m/s，同時加一恒定的水平向右的外力F1，使金屬棒向右做a=1m/s2勻減速運動；當金屬棒運動到位置（Ⅱ）時，外力方 向不變，改變大小，使金屬棒向右做勻速直線運動2s到達位置（Ⅲ）．已知金屬棒在位置（I）時，與MN、Q1Q2相接觸于a、b兩點，a、b的間距L1=1m；金屬棒在位置（Ⅱ）時，棒與MN、Q1Q2相接觸于c、d兩點；位置（I）到位置（Ⅱ）的距離為7.5m．求：

（1）從位置（I）到位置（Ⅱ）過程中的F1大��；
（2）c、d兩點間的距離L2；
（3）金屬棒從位置（I）運動到位置（Ⅲ）的過程中，電阻R上放出的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平放置長為L的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖所示的方波電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓值為U0/2，且每隔T/2換向一次，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶正電且電量為q的粒子束從A、B的中點O沿平行于金屬板OO'方向源源不斷的射入，設粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時間均為T．不計重力的影響，則：

（1）在靶MN上距其中心0′點有粒子擊中的范圍是多少？
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應滿足的條件是什么？
（3）粒子能全部打在靶MN上，所有粒子中最大的動能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?揚州模擬）如圖1所示，平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直金屬板的靶 MN．現(xiàn)在A、B板上加上如圖2所示的方波形電壓，t=O時A板比B板的電勢高，電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點O以平行于金屬板方向OO′的某一初速射入．設粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB間的飛行時間均為T，不計重力影響，試問：

（1）在距靶MN的中心O′點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應滿足什么條件？（寫出U0，m、d、q，T的關系式即可）．
（3）電場力對每個擊中靶MN的帶電粒子所做的總功是否相等？若相等，請證明并求出此功的數(shù)值；若不相等，求出此功的數(shù)值范圍．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年福建晉江養(yǎng)正中學高二下學期第一次月考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在一個水平面上，兩導軌間距L=0.2m，在兩導軌左端M、P間連接阻值R=0.4的電阻，導軌上停放一質(zhì)量為m=0.1，電阻r=0.1的金屬桿CD，導軌阻值可忽略不計，整個裝置處于方向豎直方向上，磁感應強度大小B=0.5T的勻強磁場中，現(xiàn)用一大小為0.5N的恒力F垂直金屬桿CD沿水平方向拉桿，使之由靜止開始向右運動,金屬桿向右運動位移x=1m后速度恰好達到最大，求：

（1）整個運動過程中拉力F的最大功率；
（2）從開始運動到金屬桿的速度達到最大的這段時間內(nèi)通過電阻R的電量。

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科目：高中物理 來源：2015屆江西省高二上期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，兩平行金屬板相距為d，加上如圖所示（b）所示的方波形電壓，電壓的最大值為U0，周期為T.現(xiàn)有重力可忽略的一束離子，每個離子的質(zhì)量為m，電量為q，從與兩板等距處的O點，沿著與板平行的方向連續(xù)地射入兩板中。已知每個離子通過平行板所需的時間恰為T（電壓變化周期）且所有離子都能通過兩板間的空間，打在兩金屬板右端的熒光屏上，試求：

（1）離子打在熒光屏上的位置與O′點的最小距離

（2）離子打在熒光屏上的位置與O′點的最大距離。

 

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