15．兩根足夠長的間距為L的光滑導軌豎直放置，底端接阻值為R的電阻．將阻值也為R金屬棒懸掛在一固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示．導軌電阻不計，重力加速度為g．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（　�。�
A．釋放瞬間金屬棒的加速度一定等于g
B．金屬棒到達最低點的加速度一定等于g
C．電路上產(chǎn)生的總熱量可能等于金屬棒重力勢能的減少量
D．金屬棒的速度為v時，電阻R的電功率為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{4R}$

分析 開始時金屬棒的速度為零，彈簧處于原長，此時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，當合外力為零時，金屬棒速度最大，然后金屬棒繼續(xù)減速向下運動，弄清運動過程結(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，不產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，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一定等于g，故A正確；
B、若沒有磁場，金屬棒做簡諧運動，根據(jù)對稱性可知金屬棒到達最低點的加速度大小一定等于g，而現(xiàn)在金屬棒在磁場中運動時，受到安培阻力作用，金屬棒在最低點時彈簧伸長的長度比沒有磁場時要短，彈力要小，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度一定小于g，故B錯誤．
C、在金屬棒運動的過程中，電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于棒的重力勢能減少量與彈簧的彈性勢能增加量之差，故C錯誤．
當金屬棒的速度為v時，產(chǎn)生的感應電動勢為 E=BLv，回路中的電流為 I=$\frac{E}{2R}$，電阻R的電功率為 P=I2R，聯(lián)立得P=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{4R}$．故D正確．
故選：AD．

點評 本題考查電磁感應中的電路、受力、功能等問題，對于這類問題一定做好感應電流、安培力、運動情況、功能轉(zhuǎn)化這四個方面的分析．明確物理過程，進而分析受力和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律是解題的關(guān)鍵．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖甲所示，小物塊從足夠長的光滑斜面頂端由靜止自由滑下．下滑位移x時的速度為v，其x-v2圖象如圖乙所示，取g=10m/s2，則斜面傾角θ為（　　）
A．30°B．45°C．60°D．75°

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．近年來國內(nèi)許多城市出現(xiàn)了罕見的霧霾天氣，空氣污染嚴重，能見度低，給人們出行帶來了極大的不便，某地平直的公路上，甲、乙兩輛汽車同向行駛，甲車在前，其速度只有v甲=10m/s，速度v乙=30m/s，由于大霧能見度很低，乙車在距甲車x0=75m時才發(fā)現(xiàn)前方有甲車，這時乙車立即剎車，但乙車要經(jīng)過180m才能停下來，求：
（1）乙車剎車時甲仍按原速率行駛，兩車是否會相撞：
（2）若乙車在剎車的同時發(fā)出信號，甲車司機經(jīng)過△t=4s收到信號后加速前進，則甲車的加速度至少多大才能避免相撞．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示是將電源頻率調(diào)為50Hz后打點計時器打出紙帶，圖中A、B、C、D、E、F點是按時間順序先后打出的計數(shù)點（每兩個計數(shù)點間有三個計時點未畫出）．用刻度尺量出A與B、E與F之間距離分別為2.40cm和0.84cm，那么小車的加速度大小是0.61m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），運動過程中，小車的速度逐漸減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖（甲）所示，左側(cè)接有定值電阻R=2Ω的水平粗糙導軌處于垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B=1T，導軌間距為L=1m，一質(zhì)量m=2kg，阻值r=2Ω的金屬棒在拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導軌向右加速運動，金屬棒與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.25，g=10m/s2．金屬棒的速度-位移圖象如圖（乙）所示，求從起點發(fā)生s=1m位移的過程中．

（1）通過電阻R的感應電量q；
（2）整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量及拉力所做的功；
（3）在研究金屬棒從起點運動到s=1m位移過程所用的時間t時，某同學這樣求解：
金屬棒在運動過程中平均速度v=$\frac{{v}_{0}+{v}_{1}}{2}$=1m/s，
所以時間t=$\frac{s}{v}$=1s
請問該同學的求解是否正確，如果正確，說明理由；如果不正確，請指出錯誤原因，并給出運動時間的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

20．如圖所示，兩足夠長的平行金屬導軌ab、cd，間距L=1m，導軌平面與水平面的夾角θ=37°，在a、c之間用導線連接一電阻R=3Ω的電阻，放在金屬導軌ab、cd上的金屬桿質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=1Ω，與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬桿的中點系一絕緣輕繩，輕繩的另一端通過光滑的定滑輪懸掛一質(zhì)量M=1kg的重物．空間中加有磁感應強度B=2T與導軌所在平面垂直的勻強磁場．金屬桿運動過程中始終與導軌接觸良好，導軌電阻不計．M正下方的地面上安裝有加速度傳感器用來測量M運動的加速度，現(xiàn)將M由靜止釋放，重物即將落地時，加速度傳感器的示數(shù)為2m/s2，全過程通過電阻R的電荷量為0.5C．（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）傳感器的示數(shù)為2m/s2時金屬桿兩端的電壓；
（2）在此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．兩質(zhì)點從t=0出發(fā)，運動方程分別為x1=t2-2t-7，x2=3t2-7t-1其中t和x單位分別取為秒和米，試比較兩者相距最近時各自速度v1和v2之間的大小關(guān)系是${v}_{1}^{\;}＜{v}_{2}^{\;}$．若兩質(zhì)點運動方程改為x1=t2+4t-5，x2=3t2-5t-10再比較相距最近時v1和v2之間的大小關(guān)系是${v}_{1}^{\;}＜{v}_{2}^{\;}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖所示，質(zhì)量M=1kg、長度L=0.72m的木板靜止在水平地面上，其上表面右端靜置一個質(zhì)量m=2kg的小滑塊（可視為質(zhì)點），小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2．今用一大小F=12N的水平拉力向右拉木板，使木板開始運動，經(jīng)過一段時間撤去拉力，結(jié)果滑塊恰好不會脫離木板，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）拉力的作用時間t1．
（2）滑塊最終停在木板上的位置距木板左端多遠？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．a(chǎn)、b兩物體從同一位置沿同一直線運動，它們的速度圖象如圖所示，下列說法正確的是（　�。�
A．a、b加速時，物體a的加速度小于物體b的加速度
B．40s時，a、b兩物體相距最遠
C．60s時，a、b兩物體相距最遠
D．40s時，a、b兩物體速度相等，相距900m

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