16.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、EF,導(dǎo)軌上放有一金屬棒MN.現(xiàn)從t=0時(shí)刻起,給棒通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比,即I=kt,其中k為常量,金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好.下列關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象(取豎直向下為正方向),正確的是( 。
A.B.C.D.

分析 通過通電導(dǎo)線處于磁場中,受到安培力,由左手定則來確定安培力的方向,并得出安培力的大小,再根據(jù)牛頓第二定律來運(yùn)動(dòng)與力綜合分析,從而即可求解

解答 解:當(dāng)從t=0時(shí)刻起,金屬棒通以I=kt,則由左手定則可知,安培力方向垂直紙面向里,使其緊壓導(dǎo)軌,則導(dǎo)致棒在運(yùn)動(dòng)過程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在減小,由于速度與加速度方向相同,則做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng).
當(dāng)滑動(dòng)摩擦力等于重力時(shí),加速度為零,則速度達(dá)到最大,其動(dòng)能也最大.
當(dāng)安培力繼續(xù)增大時(shí),導(dǎo)致加速度方向豎直向上,則出現(xiàn)加速度與速度方向相反,因此做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng).
AB、而速度與時(shí)間的圖象的斜率表示加速度的大小,當(dāng)重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí),加速度為零,故A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;
CD、則有:μN(yùn)=mg 而N=BIL=BLkt 由牛頓第二定律得:mg-μBLKt=ma,因此重力小于摩擦力時(shí),加速度方向向上,故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:D

點(diǎn)評 考查安培力的方向與大小,同時(shí)利用棒受力分析來確定運(yùn)動(dòng)與力的情況,并借助于牛頓第二定律來解題

練習(xí)冊系列答案
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15.如圖,真空中有一個(gè)邊長為L的正方體,正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)M、N處分別放置一對電荷量都為q的正、負(fù)點(diǎn)電荷.圖中的a、b、c、d是其它的四個(gè)頂點(diǎn),k為靜電力常量,下列表述正確是( 。
A.a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
B.a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢
C.把點(diǎn)電荷+Q從c移到d,電勢能增加
D.M點(diǎn)的電荷受到的庫侖力大小為F=k$\frac{q^2}{{2{L^2}}}$

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16.汽車輪胎的容積是2.5×10-2m3,輪胎原有1.0×105Pa的空氣.向輪胎內(nèi)緩慢打氣,直至壓強(qiáng)增加到8.0×105Pa為止,若此過程中溫度不變,應(yīng)向輪胎里打進(jìn)多大體積的1.0×105Pa的空氣?

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4.如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,第Ⅳ象限分布著豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E=4.0×103V/m.現(xiàn)從圖中M(1.8,-1.0)點(diǎn)由靜止釋放一比荷$\frac{q}{m}$=2×105C/kg的帶正電的粒子,該粒子經(jīng)過電場加速后經(jīng)x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入磁場,在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后經(jīng)y軸上的N點(diǎn)離開磁場.不計(jì)重力,求:
(1)求粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度v
(2)N點(diǎn)的縱坐標(biāo);
(3)若僅改變勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小,粒子仍由M點(diǎn)釋放,為使粒子還從N點(diǎn)離開場區(qū),求電場強(qiáng)度改變后的可能值.

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11.水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab,開始時(shí)ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng),最后靜止在導(dǎo)軌上,就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較,這個(gè)過程( 。
A.安培力對ab棒所做的功相等B.電流所做的功相等
C.產(chǎn)生的總熱量相等D.ab棒的位移相等

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1.以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開始計(jì)時(shí),一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略,另一個(gè)物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比.下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能正確的是( 。
A.B.C.D.

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8.一列簡諧橫波,某時(shí)刻的波形圖象如圖①所示,從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖②所示,則:

(1)若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為多少?
(2)若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物尺寸有什么要求?
(3)從該時(shí)刻起,再經(jīng)過△t=0.4s,P質(zhì)點(diǎn)的位移、通過的路程和波傳播的距離分別為多少?
(4)若t=0時(shí)振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),從該時(shí)刻起再經(jīng)多長時(shí)間坐標(biāo)為45m的質(zhì)點(diǎn)(未畫出)第二次位于波峰?

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5.如圖所示,位于水平桌面上的物塊P質(zhì)量為2m,由跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為m的物快Q相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的.已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì).若用一水平向右的力F拉Q使它做勻速運(yùn)動(dòng),則F的大小為( 。
A.3μmgB.4μmgC.5μmgD.6μmg

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6.如圖所示,傾角為θ=30°的光滑斜面上固定有豎直光滑擋板P,質(zhì)量相同的橫截面為直角三角形的兩物塊A、B疊放在斜面與檔板之間,且A與B間的接觸面水平.則A對B的壓力與B對斜面的壓力之比應(yīng)為(  )
A.2:1B.$\sqrt{3}$:2C.$\sqrt{3}$:1D.$\sqrt{3}$:4

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