16.如圖所示,金屬線框abcd置于光滑水平桌面上,其右方存在一個有理想邊界的方向豎直向下的矩形勻強磁場區(qū),磁場寬度大于線圈寬度.金屬線框在水平恒力F作用下向右運動,ab邊始終保持與磁場邊界平行.a(chǎn)b邊進入磁場時線框恰好能做勻速運動.則下列說法中正確的是( 。
A.線框穿出磁場過程中,一定先做減速運動
B.線框完全處于磁場中的運動階段,F(xiàn)做的功大于線框動能的增加量
C.線框進入磁場過程,F(xiàn)做的功大于線框內(nèi)增加的內(nèi)能
D.線框穿出磁場過程中,F(xiàn)做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱

分析 線框進入磁場的過程:內(nèi)能可根據(jù)功能關(guān)系進行分析;根據(jù)動能定理分析動能的增量;線框完全進入磁場的過程:沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,不受安培力,線框做勻加速運動;線框穿出磁場過程:線框做減速運動,再根據(jù)功能關(guān)系分析F做的功與線框產(chǎn)生的焦耳熱的關(guān)系.

解答 解:A、線框進入磁場的過程做勻速運動,恒力F等于安培力.線框完全處于磁場中的階段,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,線框做勻加速運動,則線框穿出磁場時速度大于進入磁場時的速度,安培力增大,將大于F,所以線框?qū)⒆鰷p速運動,故A正確.
B、線框完全處于磁場中的階段,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,線框做勻加速運動,根據(jù)功能關(guān)系可知,F(xiàn)做的功等于線框動能的增加量.故B錯誤.
C、線框進入磁場過程,動能不變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)功能關(guān)系得知,F(xiàn)做的功等于線框內(nèi)增加的內(nèi)能.故C錯誤.
D、線框穿出磁場過程中,由于速度增大,穿出時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流大于進入磁場時的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,線框所受的安培力也大于進入磁場時的安培力,這樣線框做減速運動,根據(jù)功能關(guān)系得知,F(xiàn)做的功與線框動能減小量之和等于產(chǎn)生的焦耳熱,則F做的功小于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,故D錯誤.
故選:A.

點評 解決本題首先要分析線框的受力情況,判斷其完全在磁場中的運動情況,再運用功能關(guān)系分析各種能量如何變化.

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6.在鄭州某中學的田徑運動會上,小紅同學成功地跳過了1.70m的高度,若忽略空氣阻力,則下列說法正確的是( 。
A.小紅起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)
B.小紅下降過程中處于失重狀態(tài)
C.小紅起跳時處于超重狀態(tài)
D.小紅下降過程中與起跳時相比重力變小了

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7.如圖所示,一個用細繩系著的小石塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,不計空氣阻力,則此小石塊( 。
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4.一臺原來靜止的機車質(zhì)量是1×105kg,它在水平軌道上行駛時所受的牽引力3×104N,阻力是1×104N,求:
(1)機車的加速度;
(2)機車在4s末的動能.

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11.如圖所示,一矩形金屬框架與水平面成θ=37°角,寬L=0.4m,上、下兩端各有一個電阻R0=2Ω,框架的其他部分電阻不計,框架足夠長,垂直于金屬框平面的方向有一向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1.0T.a(chǎn)b為金屬桿,與框架良好接觸,其質(zhì)量m=0.1Kg,桿電阻r=1.0Ω,桿與框架的動摩擦因數(shù)μ=0.5.桿由靜止開始下滑,在速度達到最大的過程中,上端電阻R0產(chǎn)生的熱量Q0=0.5J.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)當ab桿的速度為v1=1.25m/s時ab桿的加速度為多少?
(2)求ab桿的最大速度及從開始到速度最大的過程中ab桿沿斜面下滑的距離;
(3)從開始到最大速度的過程中通過上端電阻R0的電量為多少?

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1.質(zhì)量為m的帶負電小球由空中某點A無初速度地自由下落,在t秒末加上豎直方向且范圍足夠大的勻強電場,再經(jīng)過t秒小球又回到A點.整個過程中不計空氣阻力且小球從未落地,則( 。
A.勻強電場方向一定豎直向下
B.從加電場開始到小球運動到最低點的過程中,小球動能變化了mg2t2
C.整個過程中小球電勢能減少了2mg2t2
D.小球受到的電場力是小球重力的3倍

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8.如圖所示,質(zhì)量為km的斜劈,其中k>1,靜止放在光滑的水平面上,斜劈的曲面光滑且為半徑為R的四分之一圓面,圓面下端與光滑水平面相切.一質(zhì)量為m的小球位于水平面上某位置,現(xiàn)給小球水平向右的初速度v0
①若R足夠大,求當小球從斜劈滑下離開時小球的速度v1;
②若小球向右滑上斜劈剛好沒有越過圓面上端,求k的取值.

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5.如圖,足夠長平行金屬導軌內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,金屬桿ab與導軌垂直且接觸良好,導軌右端通過電阻與平行金屬板AB連接.已知導軌相距為L;磁場磁感應(yīng)強度為B;R1、R2和ab桿的電阻值均為r,其余電阻不計;板間距為d、板長為4d;重力加速度為g,不計空氣阻力.
如果ab桿以某一速度向左勻速運動時,沿兩板中心線水平射入質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒恰能沿兩板中心線射出;如果ab桿以同樣大小的速度向右勻速運動時,該微粒將射到B板距左端為d的C處.
(1)求ab桿勻速運動的速度大小v;
(2)求微粒水平射入兩板時的速度大小v0;
(3)如果以v0沿中心線射入的上述微粒能夠從兩板間射出,試討論ab桿向左勻速運動的速度范圍.

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6.某研究小組用氣墊導軌研究機械能守恒定律,用光電門測定滑塊經(jīng)過氣墊導軌某一位置的瞬時速度,如圖所示,將長為L、原來已調(diào)至水平的氣墊導軌的右端墊高H,滑塊上遮光條的寬度為d,在導軌上間距為l的兩點處分別安裝光電門P1和P2
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(2)若滑塊在氣墊導軌上的運動過程中機械能守恒,則應(yīng)有關(guān)系式g$\frac{H}{L}$l=$\frac{1}{2}$($\frac8drwqw4{△{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$($\frack2nlk7j{△{t}_{1}}$)2成立.

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