17．在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度 v1做勻速直線運動；當ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運動，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框的動能變化量為△Ek（末動能減初動能），重力對線框做功為W1，安培力對線框做功為W2，下列說法中正確的有（　　）
A．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
B．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機械能守恒
C．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程，有（W1-△Ek）機械能轉(zhuǎn)化為電能
D．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為△Ek=W1+W2

分析 根據(jù)線框做勻速直線運動，結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式、閉合電路歐姆定律以及共點力平衡求出兩次勻速直線運動的速度；線框克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電能，應(yīng)用能量守恒定律與動能定理求出電能與動能的變化量．

解答 解：A、線框一邊受到的安培力：F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，線框做勻速直線運動，由平衡條件得：mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{R}$，mgsinθ=2×$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}}{R}$，解得：v1=$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$，v2=$\frac{mgRsinθ}{2{B}^{2}{L}^{2}}$，則：v2＜v1，故A錯誤；
B、從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中要克服安培力做功，機械能不守恒，故B錯誤；
C、克服安培力做功機械能轉(zhuǎn)化為電能，由能量守恒定律可知，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程，（W1-△Ek）機械能轉(zhuǎn)化電能，故C正確；
D、由動能定理可知，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為△Ek=W1+W2，故D正確；
故選：CD．

點評 本題綜合考查了共點力平衡，閉合電路歐姆定律、能量守恒定律以及功能關(guān)系，綜合性較強，對學生的能力要求較高，需加強這方面的訓練．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．質(zhì)量為m的物體A放在傾角為θ=37°的斜面上時，恰好能勻速下滑，現(xiàn)用細繩系住物體A，并平行于斜面向上繞過光滑的定滑輪，另一端系住物體B，物體A恰好能沿斜面勻速上滑，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；
（2）物體B的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．關(guān)于質(zhì)點和參考系，下列說法中正確的是（　�。�
A．研究人造地球衛(wèi)星繞地球一周的時間時，衛(wèi)星可以被看作質(zhì)點
B．“一江春水向東流”是以水為參考系來描述江水的運動
C．質(zhì)點就是體積很小的點
D．我們常說“太陽東升西落”，是以地球為參考系描述太陽的運動

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的水平方向的勻強磁場中豎直放置兩平行導軌，磁場方向與導軌所在平面垂直．導軌上端跨接一阻值為R的電阻（導軌電阻不計）．兩金屬棒a和b的電阻均為R，質(zhì)量分別為ma=2×10-2kg和mb=1×10-2kg，它們與導軌相連，并可沿導軌無摩擦滑動．閉合開關(guān)S，先固定b，用一恒力F向上拉a，穩(wěn)定后a以v1=10m/s的速度勻速運動，此時再釋放b，b恰好能保持靜止，設(shè)導軌足夠長，取g=10m/s2．
（1）求拉力F的大小；
（2）若將金屬棒a固定，讓金屬棒b自由下滑（開關(guān)仍閉合），求b滑行的最大速度v2；
（3）若斷開開關(guān)，將金屬棒a和b都固定，使磁感應(yīng)強度從B隨時間均勻增加，經(jīng)0.1s后磁感應(yīng)強度增到2B時，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求兩金屬棒間的距離h．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機---法拉第圓盤發(fā)電機，銅質(zhì)圓盤豎直放置在水平向左的勻強磁場中，圓盤圓心處固定一個搖炳，邊緣和圓心處各有一個銅電刷與其緊貼，用導線將電刷與電阻R連接起來形成回路．轉(zhuǎn)動搖柄，使圓盤如圖所示方向轉(zhuǎn)動，已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，圓盤半徑為l，圓盤勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω．下列說法正確的是（　�。�
A．圓盤產(chǎn)生的電動勢為$\frac{1}{2}$Bωl2，流過電阻R的電流方向為從b到a
B．圓盤產(chǎn)生的電動勢為$\frac{1}{2}$Bωl2，流過電阻R的電流方向為從a到b
C．圓盤產(chǎn)生的電動勢為Bωπl(wèi)2，流過電阻R的電流方向為從b到a
D．圓盤產(chǎn)生的電動勢為Bωπl(wèi)2，流過電阻R的電流方向為從a到b

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．如圖所示，兩根不計電阻的光滑傾斜平行導軌與水平面的夾角θ=37°，底端接電阻R=1.2Ω．在兩根導軌所在的平面內(nèi)建立xOy的坐標系．在x方向0-12m的范圍內(nèi)的曲線方程為y1=sin$\frac{π}{12}$xm，12m到36m的范圍內(nèi)的曲線方程為y2=-2sin$\frac{π（x-12）}{24}$m，曲線與x軸所圍空間區(qū)域存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T，方向垂直與導軌平面向上．金屬棒ab的質(zhì)量為m=0.2kg，電阻r=0.8Ω，垂直擱在導軌上，在平行于x軸方向的外力F作用下以v=4m/s的速度沿斜面勻速下滑．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）當金屬棒ab通過x=6m位置時的外力F的瞬時功率．
（2）金屬棒ab通過磁場的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．
（3）金屬棒ab通過磁場的過程中外力F所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

9．如圖所示，兩根平行光滑長直金屬導軌，其電阻不計，導體棒ab和cd跨放在導軌上，ab電阻大于cd電阻．當cd在外力F2作用下勻速向右滑動時，ab在外力F1作用下保持靜止，則ab兩端電壓Uab和cd兩端電壓Ucd相比，Uab=Ucd，外力F1和F2相比，F(xiàn)1=F2（填“＞”、“=”或“＜”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．某同學家中使用的電視機銘牌上標有“220V 110W”，筆記本電腦銘牌上標有“220V 55W”．問：
（1）這兩種用電器正常工作時各自的電流是多少？
（2）該電視機正常工作1小時消耗的電能可以使電腦正常工作多長時間？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

7．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌 道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1=12R，R2=4R．在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和Ⅱ，磁感應(yīng)強度大小均為B．現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒ab，從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，平行軌道中部高度足夠長．已知導體棒ab 下落$\frac{r}{2}$時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2．
（1）求導體棒ab從A下落$\frac{r}{2}$時的加速度大小；
（2）若導體棒ab進入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變，求磁場I和Ⅱ之間的距離h和R2上的電功率P2；
（3）若將磁場Ⅱ的CD邊界略微下移，導體棒ab剛進入磁場Ⅱ時速度大小為v3，要使其在外力F作用下向下做勻加速直線運動，加速度大小為a，求所加外力F隨時間變化的關(guān)系式．

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