如圖所示，空間存在一個(gè)有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平面(紙面)垂直，磁場(chǎng)的寬度為l。一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在的平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行。t＝0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合(圖中位置I)，導(dǎo)線框的速度為v0，經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)(圖中位置Ⅱ)，導(dǎo)線框的速度剛好為零，此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過一段時(shí)間回到初始位置I(不計(jì)空氣阻力)。則(　　)

A．上升過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸減小

B．上升過程中，導(dǎo)線框克服重力做功的平均功率小于下降過程中重力做

功的平均功率

C．上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量多

D．上升過程中合力做的功與下降過程中合力做的功相等


【知識(shí)點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．L2L5

【答案解析】AC解析：A、上升過程中，線框所受的重力和安培力都向下，線框做減速運(yùn)動(dòng)．設(shè)加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得：mg+ =ma，a=g+ ，由此可知，線框速度v減小時(shí)，加速度a也減小，故A正確．
B、下降過程中，線框做加速運(yùn)動(dòng)，則有mg- =ma′，a′=g- ，由此可知，下降過程加速度小于上升過程加速度，上升過程位移與下降過程位移相等，則上升時(shí)間短，下降時(shí)間長(zhǎng)，上升過程與下降過程重力做功相同，則上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程重力的平均功率，故B錯(cuò)誤；
C、線框產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做功，對(duì)應(yīng)與同一位置，上升過程安培力大于下降過程安培力，上升與下降過程位移相等，則上升過程克服安培力做功等于下降過程克服安培力做功，上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多，故C正確；
D、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，線框中產(chǎn)生電能，根據(jù)能量守恒定律可知，線框返回原位置時(shí)速率減小，則上升過程動(dòng)能的變化量大小大于下降過程動(dòng)能的變化量大小，根據(jù)動(dòng)能定理得知，上升過程中合力做功較大，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)分析線框的受力，根據(jù)牛頓第二定律得到加速度與速度的關(guān)系，即可分析加速度的變化情況；
根據(jù)能量守恒分析線框返回原位置時(shí)速率關(guān)系，由動(dòng)能定理判斷上升和下降兩過程合力做功關(guān)系．
根據(jù)安培力表達(dá)式FA= ，分析線框克服安培力做功的關(guān)系．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


一個(gè)物體靜止在質(zhì)量均勻的球形星球表面的赤道上．已知萬有引力常量為G，星球密度為ρ，若由于星球自轉(zhuǎn)使物體對(duì)星球表面的壓力恰好為零，則星球自轉(zhuǎn)的角速度為（　�。�

　

A．

B．

C．

ρGπ

D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


質(zhì)量為1kg的小球從距離水平地面高h(yuǎn)=5m的位置以v0=10m/s速度水平拋出，小計(jì)空氣阻力．g=10m/s2求：

（1）拋出時(shí)小球具有的重力勢(shì)能（以水平地面為零勢(shì)能面）；

（2）小球在空中飛行的時(shí)間t

（3）小球平拋的水平位移x．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩根平行放置的金屬導(dǎo)軌，間距為 L，傾角為θ，軌道間有電動(dòng)勢(shì)為 E、內(nèi)阻不計(jì)的電源�，F(xiàn)有一質(zhì)量為 m的銅棒 ab，與軌道垂直放于導(dǎo)軌上，流過銅棒ab的電流為I，導(dǎo)軌與銅棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，要使 ab棒靜止在導(dǎo)軌上，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求所施加的豎直向上的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，電場(chǎng)方向與圓所在平面平行，A、O兩點(diǎn)電勢(shì)差為U，一帶正電的粒子在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，經(jīng)A、B兩點(diǎn)時(shí)速度方向沿圓的切線，速度大小均為v0，粒子重力不計(jì) (　　)

A．粒子在A、B間是做圓周運(yùn)動(dòng)

B．粒子從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能先增大后減小

C．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝

D．圓周上，電勢(shì)最高的點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢(shì)差為U

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在MN左側(cè)有相距為d的兩塊正對(duì)的平行金屬板P、Q，板長(zhǎng)L＝，兩板帶等量異種電荷，上極板帶負(fù)電。在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)，其左邊界和下邊界分別與MN、AA′重合(邊界上有磁場(chǎng))�，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度v0沿兩板中央OO′射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。已知A點(diǎn)與下極板右端的距離為d。不計(jì)帶電粒子重力。求：

(1)粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度；

(2)粒子從O運(yùn)動(dòng)到A經(jīng)歷的時(shí)間；

(3)矩形有界磁場(chǎng)的最小面積。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根水平放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、EF，導(dǎo)軌上放有一金屬棒MN�，F(xiàn)從t=0時(shí)刻起，在棒中通以由M到N方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I=，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、加速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象，可能正確的是

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r=1.0Ω，外接R=9.0Ω的電阻．閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=10sin10πt（V），則（　�。�

　

A．

該交變電流的頻率為5Hz

　

B．

外接電阻R兩端電壓的有效值為10V

　

C．

外接電阻R所消耗的電功率為10W

　

D．

電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0A

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科目：高中物理 來源： 題型：


為了研究人們用繩索跨山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們將不可伸長(zhǎng)輕繩的兩端通過測(cè)力計(jì)（不及質(zhì)量及長(zhǎng)度）固定在相距為D的兩立柱上，固定點(diǎn)分別為M和N，M低于N，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)（L＞D）．他們首先在繩上距離M點(diǎn)10cm處（標(biāo)記為C）系上質(zhì)量為m的重物（不滑動(dòng)），由測(cè)力計(jì)讀出繩MC、NC的拉力大小TM和TN，隨后改變重物懸掛點(diǎn)的位置，每次將M到C點(diǎn)的距離增加10cm，并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，最后得到TM、TN與繩MC長(zhǎng)度之間的關(guān)系曲線如圖所示，由實(shí)驗(yàn)可知：

（1）曲線Ⅰ中拉力最大時(shí)，C與M點(diǎn)的距離為　100　cm，該曲線為　TN�。ㄟx填：TM或TN）的曲線．

（2）若用一個(gè)光滑的掛鉤將該重物掛于繩子上，待穩(wěn)定后，左端測(cè)力計(jì)上的示數(shù)為　4.3　N．

（3）兩立柱的間距D與繩長(zhǎng)L的比值約為　0.93�。ūＡ�2位小數(shù)，取g=10m/s2）

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