精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
19.在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長的光滑平行金屬導軌PQ、MN,相距為L,導軌處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向下.有兩根質量均為m的金屬棒a、b,先將a棒垂直導軌放置,用跨過光滑定滑輪的細線與物塊c 連接,連接a棒的細線平行于導軌,由靜止釋放c,此后某時刻,將b也垂直導軌放置,a、c此刻起做勻速運動,b棒剛好能靜止在導軌上.a棒在運動過程中始終與導軌垂直,兩棒與導軌電接觸良好,導軌電阻不計.則(  )
A.物塊c的質量是2msinθ
B.b棒放上導軌前,物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能
C.b棒放上導軌后,物塊c減少的重力勢能等于回路消耗的電能
D.b棒放上導軌后,a棒中電流大小是$\frac{mgsinθ}{BL}$

分析 a、b棒中電流大小相等方向相反,故a、b棒所受安培力大小相等方向相反,對b棒進行受力分析有安培力大小與重力沿斜面向下的分力大小相等,再以a棒為研究對象,由于a棒的平衡及安培力的大小,所以可以求出繩的拉力,再據(jù)C平衡可以得到C的質量.c減少的重力勢能等于各棒增加的重力勢能和動能以及產生的電能,由此分析即可解答.

解答 解:A、b棒靜止說明b棒受力平衡,即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡,a棒勻速向上運動,說明a棒受繩的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三個力平衡,c勻速下降則c所受重力和繩的拉力大小平衡.
由b平衡可知,安培力大小F=mgsinθ
由a平衡可知,F(xiàn)=F+mgsinθ=2mgsinθ,由c平衡可知F=mcg
因為繩中拉力大小相等,故2mgsinθ=mcg,即物塊c的質量為2msinθ,故A正確;
B、b放上之前,根據(jù)能量守恒知物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能與a增加的重力勢能之和,故B錯誤.
C、b棒放上導軌后,物塊c減少的重力勢能等于回路消耗的電能、a、c增加的動能與a增加的重力勢能之和,故C錯誤.
D、根據(jù)b棒的平衡可知F=mgsinθ
 又因為F=BIL,則知 I=$\frac{mgsinθ}{BL}$,故D正確;
故選:AD.

點評 從導體棒的平衡展開處理可得各力的大小,從能量守恒角度分析能量的變化是關鍵,也可以能量轉化問題從排除法的角度處理更簡捷.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.如圖(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉質量為1kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v0=3m/s進入勻強磁場時開始計時t=0,此時線框中感應電動勢為1V,在t=3s時刻線框到達2位置并開始離開勻強磁場.此過程中線框的v-t圖象如圖(b)所示,那么( 。
A.恒力F的大小為1.0 N
B.t=0時,線框右側的邊兩端M、N間電壓為0.75 V
C.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2 m/s
D.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1 m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳,翻滾并做各種空中動作的運動項目,一個質量為50kg的運動員,從離水平網面3.2m高處自由下落,著網后沿豎直方向蹦回到離水平網面5.0m高處,已知運動員與網接觸的時間為1.0s,若把在這段時間內網對運動員的作用力當做恒力處理,求此力的大。╣=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,先后以速度v1和v2勻速把一矩形線框拉出有界的勻強磁場區(qū)域,且v2=2v1.用F1、I1、Q1、q1表示用速度v1把線框拉出磁場時,作用在線框上的力、通過線框的電流、導線框產生的熱和通過導線框的電荷量,用F2、I2、Q2、q2表示用速度v2把線框拉出磁場時,作用在線框上的力、通過線框的電流、導線框產生的熱和通過導線框的電荷量.則(  )
A.F1:F2=1:2B.I1:I2=1:2C.Q1:Q2=1:4D.q1:q2=1:1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.圖中圓弧軌道AB是在豎直平面內的$\frac{1}{4}$圓周,在B點,軌道的切線是水平的.一質點自A點從靜止開始下滑,不計滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力,則在質點剛要到達B點時的加速度大小和剛滑過B點時的加速度大小分別為(  )
A.0,gB.g,gC.2g,gD.2g,2g

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.某行星自轉周期為T,赤道半徑為R,研究發(fā)現(xiàn)若該行星自轉角速度變?yōu)樵瓉韮杀秾?nbsp; 致該星球赤道上物體將恰好對行星表面沒有壓力,已知萬有引力常量為G,則以下說法中不正確的是( 。
A.該行星質量為M=$\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{G{T}^{2}}$
B.該星球的同步衛(wèi)星軌道半徑為r=$\root{3}{4}$R
C.質量為m的物體對行星赤道地面的壓力為FN=$\frac{16m{π}^{2}R}{{T}^{2}}$
D.環(huán)繞該行星作勻速圓周運動的衛(wèi)星線速度必不大于7.9km/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

11.做物體平拋運動的實驗時,只利用部分坐標紙畫出了如圖所示的一部分曲線,在曲線上取A、B、C三點,測得它們的水平距離均為△x=0.15m,豎直距離h1=0.15m,h2=0.25m,試求出平拋物體的初速度v0=1.5m/s,平拋原點距A點的水平距離為x=0.15m(g=10m/s2).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動,轉軸垂直于磁場.若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示,則(  )
A.線圈中0時刻感應電動勢最大
B.線圈中D時刻感應電動勢最大
C.線圈中最大的感應電動勢為 0.628V
D.線圈中0到D時間內平均感應電動勢為0.4V

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.測出萬有引力常量的科學家是( 。
A.牛頓B.伽利略C.卡文迪許D.笛卡爾

查看答案和解析>>

同步練習冊答案