5.如圖(a)所示,光滑平行的金屬導(dǎo)軌水平放置,間距L=0.2m,其左端接有R=1Ω的定值電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下.導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放在上面,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻.導(dǎo)體棒在平行于導(dǎo)軌的力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好.已知力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示,則由此可推得( 。
A.導(dǎo)體棒的質(zhì)量為0.5kg
B.導(dǎo)體棒的質(zhì)量為0.1kg
C.導(dǎo)體棒的加速度為1m/s2
D.導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)10s過程通過定值電阻的電量為50C

分析 導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律求得作用力的表達(dá)式,再根據(jù)F圖象求得導(dǎo)體棒的加速度和質(zhì)量,根據(jù)$Q=It=\frac{E}{R}t=\frac{△φ}{△tR}•△t=\frac{△φ}{R}$求得由靜止開始運(yùn)動(dòng)10s過程通過定值電阻的電量.

解答 解:ABC、由題意知導(dǎo)體棒在拉力F和安培力f作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),令其加速度為a,則導(dǎo)體棒的瞬時(shí)速度
v=at
導(dǎo)體棒受到的安培力f=BIL=$B\frac{BLv}{R}L$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}at}{R}$
根據(jù)牛頓第二定律有:F-f=ma
代入f有:
$F-\frac{{B}^{2}{L}^{2}at}{R}=ma$
整理可得:F=$ma+\frac{{B}^{2}{L}^{2}a}{R}t$
對(duì)照F-t圖象可得:
ma=1       ①
$\frac{{B}^{2}{L}^{2}}{R}a=\frac{1}{10}$            ②
由①②兩式可解得:m=0.1kg,a=10m/s2
故AC錯(cuò)誤,B正確.
D、據(jù)$Q=It=\frac{E}{R}t=\frac{△φ}{△tR}•△t=\frac{△φ}{R}$可得10s時(shí)間內(nèi)通過定值電阻的電量
Q=$\frac{△φ}{R}=\frac{BS}{R}=\frac{0.5×0.2×\frac{1}{2}×10×1{0}^{2}}{1}C$=50C
故D正確.
故選:BD.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)牛頓第二定律寫出作用在導(dǎo)體棒上的力F與時(shí)間t的關(guān)系式,再根據(jù)圖象截距和斜率求出導(dǎo)體棒的加速度和質(zhì)量,能根據(jù)$Q=\frac{△φ}{R}$求得通過導(dǎo)體的電荷量.

練習(xí)冊系列答案
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17.如圖所示,A、B兩木塊緊靠在一起且靜止于光滑水平面上,物塊C以一定的初速度v0從A的左端開始向右滑行,最后停在B木塊的右端,對(duì)此過程,下列敘述正確的是(  )
A.當(dāng)C在A上滑行時(shí),A、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.當(dāng)C在B上滑行時(shí),B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.無論C是在A上滑行還是在B上滑行,A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)都動(dòng)量守恒
D.當(dāng)C在B上滑行時(shí),A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

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18.一輛汽車以54km/h的速度行駛,現(xiàn)因故緊急剎車并最終停止運(yùn)動(dòng).已知汽車剎車過程加速度的大小為5m/s2,則從開始剎車經(jīng)過4s,汽車的位移大小為22.5m.

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15.有些國家的交管部門為了交通安全,特制定了死亡加速度為500g(取g=10m/s2),以警示世人,意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險(xiǎn),這么大的加速度,一般車輛是達(dá)不到的,但是如果發(fā)生交通事故時(shí),將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值.如果在限速40km/h的立交橋道路上,如果一汽車速度100%,與橋墩發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間為4×10-3s,試判斷:駕駛員是否有生命危險(xiǎn)?

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2.一客運(yùn)列車勻速行駛,其車輪在鐵軌間的接縫處會(huì)產(chǎn)生周期性撞擊.坐在該客車中的某旅客測得從第1次到第5次撞擊聲之間的時(shí)間間隔為10.0s.在相鄰的平行車道上有一列貨運(yùn)列車,當(dāng)該旅客經(jīng)過貨車車尾時(shí),貨車恰好從靜止開始以恒定加速度沿客車行進(jìn)方向運(yùn)動(dòng).該旅客在此后的20.0s內(nèi),看到恰好有10節(jié)貨車車廂被他連續(xù)超過.已知每根鐵軌的長度為50m,每節(jié)貨車車廂的長度為15.0m,貨車車廂間距忽略不計(jì).求:
(1)客車運(yùn)行速度的大。
(2)貨車運(yùn)行加速度的大。

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10.下列關(guān)于狹義相對(duì)性原理的說法中正確的是( 。
A.狹義相對(duì)性原理是指力學(xué)規(guī)律在一切參考系中都成立
B.狹義相對(duì)性原理是指一切物理規(guī)律在一切參考系中都成立
C.狹義相對(duì)性原理是指一切物理規(guī)律在所有慣性參考系中都成立
D.狹義相對(duì)性原理與伽利略相對(duì)性原理沒有區(qū)別

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17.一個(gè)物體在兩個(gè)恒力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若撤掉其中一個(gè)恒力,則( 。
A.物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)D.物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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14.物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng),下面哪種情形是不可能的( 。
A.第1秒內(nèi)的速度變化量等于第2秒內(nèi)的速度變化量
B.第1秒內(nèi)的位移大于第2秒內(nèi)的位移
C.第1秒內(nèi)速度變化量小于第2秒內(nèi)速度的變化量
D.任意相鄰兩段相等的時(shí)間間隔內(nèi)通過的位移之差等于一個(gè)恒量

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15.若規(guī)定向東方向?yàn)槲灰频恼较,則一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在水平面上向東做直線運(yùn)動(dòng)5m后又向西做直線運(yùn)動(dòng)7m而停下,在此過程中質(zhì)點(diǎn)通過的路程和位移分別( 。
A.12m,2mB.12m,-2mC.-2m,-2mD.2m,2m

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