A. | 下落全過程中通過導線橫截面的電量不同 | |
B. | 兩者同時落地,落地速率相同 | |
C. | 粗線框先落地,且速率大 | |
D. | 下落過程中粗線框產(chǎn)生的焦耳熱多 |
分析 根據(jù)q=¯It=¯ERt即可求出通過導線橫截面的電量;
根據(jù)牛頓第二定律、安培力公式F=B2L2vR、電阻定律、密度公式結(jié)合,推導出線框的加速度的表達式,分析加速度與導線截面積的關(guān)系,判斷加速度的大小,分析線框的運動情況,就能確定下落時間的關(guān)系.根據(jù)能量守恒定律分析線圈發(fā)熱量的關(guān)系.
解答 解:設(shè)線框的邊長為L,金屬的電阻率為ρ電,導線的橫截面積為S,則線框的電阻值:R={ρ}_{電}\frac{4L}{S};線框的質(zhì)量:m=ρ密•4LS
A、線框在進入磁場的過程中,通過導線橫截面的電荷量:
q=\overline{I}t=\frac{\overline{E}}{R}•t=n\frac{△Φ}{R}
由于是單匝線圈,n=1,故:
q=\frac{B{L}^{2}}{R}=\frac{BLS}{4{ρ}_{電}}
可知下落全過程中通過導線橫截面的電量與導體的橫截面積成正比,通過導線橫截面粗的導線的電量大.故A正確;
B、由v=\sqrt{2gh}得知,兩個線圈進入磁場時的速度相等.
根據(jù)牛頓第二定律得:mg-F=ma,得:a=g-\frac{F}{m}
又安培力F=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}
得:a=g-\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}
將R={ρ}_{電}\frac{4L}{S},m=ρ密•4LS代入上式得
a=g-\frac{{B}^{2}v}{16{ρ}_{電}{ρ}_{密}}
可見,上式各量都相同,則兩個線圈下落過程中加速度始終相同,運動情況相同,故運動時間相同,同時落地,且落地的速度也相等.故B正確,C錯誤;
D、根據(jù)能量守恒定律得:Q=mgH-\frac{1}{2}mv2,下落的總高度H和落地速度v都相同,則質(zhì)量大的發(fā)熱量也大,即比較粗的線框I發(fā)出的熱量多.故D正確.
故選:ABD
點評 本題要牛頓第二定律、安培力公式F=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}、電阻定律、密度公式綜合研究,得到加速度的表達式,才能分析線圈的運動情況關(guān)系,考查綜合應(yīng)用物理知識的能力.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 兩種情況下感應(yīng)電流方向都是從d指向c | |
B. | 兩種情況下拉力做功之比\frac{{W}_{1}}{{W}_{2}}=\frac{1}{4} | |
C. | 兩種情況下拉力的功率之比\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}=\frac{1}{2} | |
D. | 兩種情況下線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比\frac{{Q}_{1}}{{Q}_{2}}=\frac{1}{2} |
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啟動加速度a1 | 4m/s2 |
制動(剎車)加速度a2 | 8m/s2 |
直道最大速度v1 | 40m/s2 |
彎道最大速度v1 | 20m/s2 |
直道長度s | 218m |
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