如圖所示,在水平無(wú)限大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)豎直放置一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)的金屬框架,質(zhì)量為m的金屬棒ab,用絕緣輕質(zhì)細(xì)繩連接一個(gè)質(zhì)量也為m的重物.現(xiàn)讓金屬棒從靜止開始釋放,最終達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的速度為v,此時(shí)電阻R消耗的電功率為P,金屬棒中的電流為I.金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,除電阻R外,其他部分的電阻忽略不計(jì).如果將懸掛重物的繩子突然剪斷,關(guān)于此后運(yùn)動(dòng)過程,下列說法中正確的是( 。
分析:對(duì)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析,先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),最后勻速運(yùn)動(dòng),由安培力等于重力求得速度的表達(dá)式,進(jìn)而分析速度與功率的大。
解答:解:金屬棒下降過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到的安培力的大小為
B2L2V
R
,最終達(dá)到平衡時(shí)勻速下降.當(dāng)懸掛重物的繩子突然斷開后,金屬桿將減速度運(yùn)動(dòng),因安培力變化則其
合力變化,故不是勻減速運(yùn)動(dòng),電流也不是均勻減。蔄C錯(cuò)誤,
根據(jù)受力平衡可知,由于向下的力減為一半,所以安培力最終也將減一為半,即最終速度為
V
2
,重力為原來的一半,則重力的功率為
P
4
;電阻R中的電流為
I
2
,電阻R的功率將逐漸減小為
P
4
,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確.
故選:D
點(diǎn)評(píng):考查安培力的表達(dá)式的應(yīng)用,明確運(yùn)動(dòng)過程,會(huì)分析功率的變化.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2007?濰坊模擬)如圖所示,在一無(wú)限長(zhǎng)的水平小車上,有質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)滑塊(m1>m2)隨車一起向右勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)兩滑塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,其它阻力不計(jì),當(dāng)車突然停止時(shí),以下說法中正確的是( 。

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(2012?寧波模擬)如圖所示,在水平界面EF、GH、JK間,分布著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)方向水平且相反大小均為B,兩磁場(chǎng)高均為L(zhǎng)寬度無(wú)限.一個(gè)框面與磁場(chǎng)方向垂直、質(zhì)量為m電阻為R、邊長(zhǎng)也為上的正方形金屬框abcd,從某一高度由靜止釋放,當(dāng)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí),金屬框恰好做勻速點(diǎn)線運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時(shí),又恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng).整個(gè)過程中空氣阻力不計(jì).則(  )

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 (2012年泰州模擬)如圖所示,在水平桌面上放置兩條相距l的平行粗糙且無(wú)限長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌abcd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的ac端相連.金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng),且與導(dǎo)軌始終接觸良好.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.滑桿與導(dǎo)軌電阻不計(jì),滑桿的中點(diǎn)系一根不可伸長(zhǎng)的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一質(zhì)量為m的物塊相連,拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài).現(xiàn)若由靜止開始釋放物塊,用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流,g表示重力加速度,設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力恒為Ff,則在物塊下落過程中(  )

A.物塊的最終速度為

B.物塊的最終速度為

C.穩(wěn)定后物塊重力的功率為I2R

D.物塊重力的最大功率可能大于

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 (2012年泰州模擬)如圖所示,在水平桌面上放置兩條相距l的平行粗糙且無(wú)限長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌abcd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的ac端相連.金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng),且與導(dǎo)軌始終接觸良好.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.滑桿與導(dǎo)軌電阻不計(jì),滑桿的中點(diǎn)系一根不可伸長(zhǎng)的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一質(zhì)量為m的物塊相連,拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài).現(xiàn)若由靜止開始釋放物塊,用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流,g表示重力加速度,設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力恒為Ff,則在物塊下落過程中(  )

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B.物塊的最終速度為

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D.物塊重力的最大功率可能大于

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