兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則(  )
分析:弄清金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵,開始時(shí)金屬棒的速度為零,彈簧處于原長(zhǎng),此時(shí)金屬棒只受重力作用,然后金屬棒開始加速下落,隨速度增加,安培力增加,彈簧彈力也增加,當(dāng)合外力為零時(shí),金屬棒速度最大,然后金屬棒繼續(xù)減速向下運(yùn)動(dòng),弄清運(yùn)動(dòng)過程結(jié)合功能關(guān)系即可正確求解.
解答:解:A、金屬棒在釋放的瞬間,速度為零,不受安培力的作用,只受到重力,因此釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g,故A正確
B、金屬棒的速度為v時(shí),所受安培力為F=
B2L2v
R
,故B正確
C、根據(jù)安培力所做的功量度電路中產(chǎn)生的電能,即電路中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功,故C錯(cuò)誤
D、金屬棒下落過程中,由能量守恒定律知,金屬棒減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能、金屬棒的動(dòng)能(速度不為零時(shí))以及電阻R上產(chǎn)生的熱量,故D錯(cuò)誤.
故選AB.
點(diǎn)評(píng):導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),電路中出現(xiàn)電流,從而有安培力.由于安培力是與速度有關(guān)系的力,因此會(huì)導(dǎo)致加速度在改變.所以當(dāng)安培力不變時(shí),則一定處于平衡狀態(tài).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的速度選擇裝置,兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌MM′和NN′間距為L(zhǎng)與水平面成θ角,上端接滑動(dòng)變阻器R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0垂直導(dǎo)軌平面向上,金屬棒ab質(zhì)量為m恰好垂直橫跨在導(dǎo)軌上.滑動(dòng)變阻器R兩端連接水平放置的平行金屬板,極板間距為d,板長(zhǎng)為2d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向內(nèi).粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子,粒子的質(zhì)量為m0,電荷量為q,ab棒的電阻為r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為2r,其余部分電阻不計(jì),不計(jì)粒子重力.
(1)ab棒靜止未釋放時(shí),某種粒子恰好打在上極板中點(diǎn)P上,判斷該粒子帶何種電荷?該粒子的速度多大?
(2)調(diào)節(jié)變阻器使R=0.5r,然后釋放ab棒,求ab棒的最大速度?
(3)當(dāng)ab棒釋放后達(dá)到最大速度時(shí),若變阻器在r≤R≤2r范圍調(diào)節(jié),總有粒子能勻速穿過平行金屬板,求這些粒子的速度范圍?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2008?山東)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的速度選擇裝置,兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌MM′和NN′間距為L(zhǎng)與水平面成θ角,上端接阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直導(dǎo)軌平面向上,金屬棒ab質(zhì)量為m恰好垂直橫跨在導(dǎo)軌上.定值電阻R兩端連接水平放置的平行金屬板,極板間距為d,板長(zhǎng)為2d,磁感強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向內(nèi).粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子,粒子的質(zhì)量為m0,電荷量為q,ab棒的電阻為2R,其余部分電阻不計(jì),不計(jì)粒子重力.
(1)ab棒靜止未釋放時(shí),某種粒子恰好打在上極板中點(diǎn)P上,判斷該粒子帶何種電荷?該粒子的速度多大?
(2)釋放ab棒,求ab棒的最大速度?
(3)當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度時(shí),能勻速穿過平行金屬板粒子的速度大小?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直固定放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m,電阻也為R的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)垂直,如圖所示,除金屬棒和電阻R外,其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則( 。
A、金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻R的電流方向?yàn)閎→a
B、最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡
C、金屬棒的速度為v時(shí),所受的安培力大小為F=
B2L2v
R
D、金屬棒的速度為v時(shí),金屬棒兩端的電勢(shì)差為U=BLv

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案