15.如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)與斜面垂直,質(zhì)量為m的正方形線框靜止在傾角為30°的絕緣斜面上(線框的下邊位于磁場(chǎng)上邊界處).現(xiàn)使線框獲得初速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng),恰好穿出磁場(chǎng).已知線框邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)的寬度,且線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$.則下列說法正確的是(  )
A.線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做加速運(yùn)動(dòng),離開磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)
B.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中電流做的功和穿出磁場(chǎng)的過程中電流做的功之比為3:1
C.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中通過線框的電量和穿出磁場(chǎng)的過程中通過線框的電量之比為1:1
D.線框進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的熱量相等

分析 分析重力沿斜面分力大小與線框摩擦力大小關(guān)系從而分析運(yùn)動(dòng)情況;根據(jù)電量的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式比較出進(jìn)入磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)過程通過線框的電量關(guān)系,結(jié)合動(dòng)量定理得出進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度與初速度的關(guān)系,根據(jù)動(dòng)能定理得出電流做功之比.

解答 解:A、線框重力沿斜面方向的分力${G}_{x}=mgsin30°=\frac{1}{2}mg$,所受的滑動(dòng)摩擦力f=$μmgcos30°=\frac{\sqrt{3}}{3}×mg×\frac{\sqrt{3}}{2}=\frac{1}{2}mg$,可知進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),所受的合力為安培力,方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,可知線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng),全部進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng),出磁場(chǎng)后,合力仍然等于安培力,方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,則離開磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤.
B、根據(jù)q=$\frac{△Φ}{R}=\frac{BS}{R}$知,線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程和穿出磁場(chǎng)過程通過的電量之比為1:1,設(shè)初速度為v0,完全進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v,根據(jù)動(dòng)量定理知,進(jìn)入磁場(chǎng)過程有:$-B\overline{I}△tL=mv-m{v}_{0}$,即-BqL=mv-mv0,出磁場(chǎng)過程有:$-B\overline{I}△tL=0-mv$,即-BqL=-mv,聯(lián)立解得$v=\frac{{v}_{0}}{2}$,安培力做功等于動(dòng)能的變化量,則${W}_{1}=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}-\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{3}{8}m{{v}_{0}}^{2}$,${W}_{2}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{8}m{{v}_{0}}^{2}$,可知線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中電流做的功和穿出磁場(chǎng)的過程中電流做的功之比為3:1,故BC正確.
D、由于克服安培力做功等于產(chǎn)生的熱量,則進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱量之比為3:1,故D錯(cuò)誤.
故選:BC.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題,根據(jù)平衡條件列出方程;另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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5.如圖所示,質(zhì)量為m的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng)時(shí)跟靜止的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞,碰后A球以$\frac{v_0}{3}$的速率彈回,而B球以$\frac{v_0}{3}$的速率向右運(yùn)動(dòng),求:
①B球的質(zhì)量?
②此過程損失的動(dòng)能?
③如果A仍然以v0與靜止的B發(fā)生彈性碰撞,則碰后A、B的速度分別是多少?

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6.某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e=60sin100πt(V).則此電動(dòng)勢(shì)( 。
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3.光是一種波,同時(shí)也是一種粒子.光電效應(yīng)證明具有粒子性,光的干涉和衍射證明光具有波動(dòng)性.

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10.兩個(gè)點(diǎn)電荷,在真空中相距為r時(shí),庫侖力的大小為F.若它們的電荷量和距離都加倍,則庫侖力的大小變?yōu)椋ā 。?table class="qanwser">A.$\frac{F}{2}$B.FC.2FD.4F

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20.板的傾角緩慢減小,則木塊所受支持力N和摩擦力f的變化情況是( 。
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7.某小組探究伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)器材有:滑塊、斜面及粗糙程度可以改變的水平長(zhǎng)直木板,如圖甲所示.實(shí)驗(yàn)時(shí),在水平長(zhǎng)直木板旁邊放上刻度尺,滑塊可以從斜面平穩(wěn)地滑行到水平長(zhǎng)直木板上.重力加速度為g,請(qǐng)完成下列填空:

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使滑塊從同一位置由靜止?fàn)顟B(tài)滑下,研究滑塊在長(zhǎng)直木板上運(yùn)動(dòng)的距離.
(2)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn):長(zhǎng)直木板越光滑,滑塊在長(zhǎng)直木板上運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn).由此可得出的實(shí)驗(yàn)推論是當(dāng)長(zhǎng)直木板完全光滑時(shí),滑塊將在長(zhǎng)直木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(3)圖乙是每隔△t時(shí)間曝光一次得到滑塊在某長(zhǎng)直木板上運(yùn)動(dòng)過程中的照片,測(cè)得滑塊之間的距離分別是s1、s2、s3、s4,由此可估算出滑塊與該長(zhǎng)直木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}-{s}_{3}-{s}_{4}}{4g△{t}^{2}}$  (需要用s1、s2、s3、s4字符表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,實(shí)線為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線為該電場(chǎng)的等勢(shì)面.已知a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為20V和50V,則a、b 連線中點(diǎn)c的電勢(shì)應(yīng)該是( 。
A.等于35VB.高于35VC.低于35VD.無法確定

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.有一交變電流如圖所示,則由此圖象可知( 。
A.它的峰值是4 AB.它的周期是1.0 s
C.它的有效值是2$\sqrt{2}$ AD.每一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變一次

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同步練習(xí)冊(cè)答案