【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的矩形線框abcd被一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛起來，彈簧上端固定，可看作彈簧振子。bc邊長為L，處于垂直紙面向里的勻強磁場中，abcd回路的總電阻為R。在外力作用下線框在豎直平面內(nèi)做簡諧運動，運動的周期與彈簧振子的固有周期相同，振幅為A，彈簧的勁度系數(shù)為k。線框在運動過程中，bc邊始終在磁場中，ad邊始終在磁場外，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。已知彈簧振子的振動周期公式為，其中m為振子的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)，下列說法正確的是（　�。�

A.線框振動到平衡位置時，彈簧伸長量一定為

B.線框振動到平衡位置時，彈簧可能處于原長

C.假如撤去外力的話，線框繼續(xù)做簡諧運動

D.由題目給出的信息，無法計算出一個完整的周期內(nèi)外力做功的大小

【答案】B

【解析】

AB．線框振動過程中，由于線框的運動的周期與彈簧振子的固有周期相同，則有線框受到的安培力與作用于線框的外力大小相等，方向相反，線框向下振動到平衡位置時，合外力為零，速度最大，則有

解得線框振動到平衡位置時，彈簧伸長量為

故A正確，B錯誤；

C．假如撤去外力，線框受到的安培力方向與運動方向總相反，安培力是阻力，線框的振動為阻尼振動，所以線框不可能做簡諧運動，故C錯誤；

D．線框振動過程中，振幅為，從平衡位置開始計時，做簡諧運動的線框的位移隨時間變化的表達式為

線框運動的速度為

邊切割磁感線運動產(chǎn)生的感應電動勢為

在一個完整的周期內(nèi)，線框產(chǎn)生的焦耳熱為

線框受到的安培力與作用于線框的外力大小相等，方向相反，則有外力做功的大小等于克服線框安培力做的功，所以一個完整的周期內(nèi)外力做功的大小

故D錯誤；

故選A。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一傾角為a的斜劈放在水平地面上,一物體沿斜劈勻速下滑。現(xiàn)給物體施加如圖示的力F,F與豎直方向夾角為,斜劈仍靜止,則此時地面對斜劈的摩擦力（ ）

A. 方向水平向右

B. 大小為零

C. 方向水平向左

D. 無法判斷大小和方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0。若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng) M、Q到N的運動過程中( )

A. 從P到M所用的時間等于

B. 從Q到N階段，機械能逐漸變大

C. 從P到Q階段，速率逐漸變小

D. 從M到N階段，萬有引力對它先做正功后做負功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一導熱良好且足夠長的氣缸，倒置懸掛于天花板下。氣缸內(nèi)被活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體�；钊|(zhì)量為m，橫截面積為S，當?shù)卮髿鈮簽?/span>p且不隨溫度變化，重力加速度為g，忽略一切摩擦。當環(huán)境溫度緩慢升高時，下列說法正確的是（　　）

A.懸線的拉力變大B.被封閉理想氣體的內(nèi)能增大

C.被封閉理想氣體的壓強大小不變，且始終為D.外界對氣體做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾角為θ的斜面底端，另一端與物塊A連接，兩物塊A、B質(zhì)量均為m，初始時均靜止，現(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉動物塊B，使B做加速度為a的勻加速運動，A、B兩物塊在開始一段時間內(nèi)的v-t關系分別對應圖乙中A、B圖線，t1 時刻 A、B 的圖線相切，t2 時刻對應A圖線的最高點，重力加速度為g。則下列說法正確的是（ ）

A.t1時刻，彈簧的形變量為

B.t1時刻，A、B剛分離時的速度為

C.t2時刻，彈簧形變量為0

D.從開始到t2時刻，拉力F先逐漸增大后不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某小組做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時得出如圖所示的圖（Fˊ與 A、O共線），其中A為固定橡皮條的固定點，O為橡皮條與細繩的結(jié)合點。

（1）實驗中需要的器材有：方木板、白紙、橡皮條、細繩套（兩個）、三角板、圖釘若干、刻度尺等，還必須要有的器材是_____

（2）在實驗過程中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧測力計把橡皮條 的結(jié)點拉到某一位置 O點，在同一實驗過程中，前后兩次應把橡皮條的結(jié)點拉到 ________位置（填“相同”或“不同”）

（3）圖中_____是 F1 與 F2 合力的真實值（填“F”或“”）

（4）實驗過程中，若共點力F1 與 F2的夾角小于 90°，現(xiàn)改變彈簧測力計 F2的 拉力方向，使α角減小，但不改變 F2的大小，那么要使保持 O點位置不動，就應調(diào)節(jié)彈簧測力計 F1的拉力大小及β角。在下列調(diào)整方法中，不可行的是_____。

A.增大F1的拉力，增大β角 B.增大F1的拉力，β角不變

C.增大 F1的拉力，減小β角 D. F1的拉力大小不變，增大β角。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在以坐標原點O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，如圖所示。一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點A處以速度v沿－x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿y方向飛出。

(1)請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷；

(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應強度的大小變?yōu)?/span>B′，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應強度B′多大？此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一貨箱隨豎直升降機運動的速度—時間圖象如圖所示，取豎直向上為正方向，下列說法中正確的是（　　）

A.在t2時貨箱運動到最高位置

B.在t2~t3時間內(nèi)，貨箱所受的合力豎直向上且不斷減小

C.在t4~ t5時間內(nèi)，貨箱處于失重狀態(tài)

D.在t6~ t7時間內(nèi)，貨箱的機械能可能保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】功是物理學中非常重要的概念，通過做功的過程可以實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。

(1)一直流電動機，線圈電阻R=2.0Ω，當它兩端所加的電壓U=24V時，電動機正常運轉(zhuǎn)，測得通過其電流I=0.50A。求此工作狀態(tài)下，這臺電動機每分鐘所做的機械功W機。

(2)在電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程就是電流做功的過程，電流做功的過程本質(zhì)上是導體中的恒定電場的電場力對定向移動的自由電荷做功的過程。由同種材料制成的很長的圓柱形實心金屬導體，在其上選取長為L的導體做為研究對象，如圖所示，當其兩端的電勢差恒為U時，形成的恒定電流的大小為I。設導體中的恒定電場為勻強電場，自由電子的電荷量為e，它們定向移動的速率恒定且均相同。

①求恒定電場對每個自由電子作用力的大小F；

②在任意時間t內(nèi)，恒定電場的電場力對這段導體內(nèi)的所有自由電子做的總功為W，請從功的定義式出發(fā)，推導W=UIt。已知對于橫截面積為S的均勻?qū)w，其單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動的速率均為v，則通過導體的恒定電流I=neSv。

(3)如圖所示為簡化的直流電動機模型，固定于水平面的兩根相距為L的平行金屬導軌，處于豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中，在兩導軌的左端通過開關連接電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源。導體棒MN放置在導軌上，其與導軌接觸的兩點之間的電阻為R，導體棒與導軌間的阻力恒定且不為0。閉合開關S后，導體棒由靜止開始運動，運動過程中切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢，該電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們把這個電動勢稱為反電動勢E反，此時閉合回路的電流大小可用來計算，式中R總為閉合電路的總電阻。若空氣阻力和導軌電阻均可忽略不計，導體棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，導體棒運動所能達到的最大速度大小為v。求達到最大速度后經(jīng)過時間t導體棒克服阻力做的功W。

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