20．在光滑水平面上，有一個粗細均勻的邊長為L的單匝正方形閉合線框abcd，在水平外力的作用下，從靜止開始沿垂直于磁場邊界方向做勻加速直線運動，穿過勻強磁場，如圖甲所示，測得線框中產(chǎn)生的感應電流i的大小隨時間t變化的關系如圖乙所示，由圖象可知（　�。�
A．線框受到的水平外力一定是恒定的
B．線框邊長與磁場寬度的比值為3：8
C．出磁場的時間是進入磁場時的一半
D．出磁場的過程中外力做的功大于進入磁場的過程中外力做的功

分析 根據(jù)勻變速運動規(guī)律得到運動距離，時間的關系；再對線圈進行受力分析，利用牛頓第二定律求得兩個過程力的大小比較，進而得到做功不一致．

解答 解：A、設線框的電阻為R，受到的安培力為FA，根據(jù)牛頓第二定律可得：F-FA=ma，所以拉力F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$+ma，由于勻加速運動，所以v增大，拉力增大，A錯誤；
B、設線框的加速度為a，則進入磁場時的速度為v1=at1=2a，完全進入磁場時的速度為v2=at2=4a，ab邊剛好出磁場時的速度為v3=at3=6a，線框邊長為L=$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$×2=6a，
磁場的寬度為d=$\frac{{v}_{2}+{v}_{3}}{2}$×2+L=10a+6a=16a，所以線框寬度與磁場寬度的比值為3：8，B正確；
C、線框進入和離開磁場運動的距離都是線框的邊長L，所以，根據(jù)圖乙可知線框進入磁場的時間為2，設離開磁場的時間為t，則有：L=v3t+$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，解得：t=4$\sqrt{3}$+6，所以，離開磁場的時間與進入磁場的時間之比為（2$\sqrt{3}$+3）：1，故C錯誤；
D、對線圈進行受力分析可知：進入和離開磁場時都有：在水平方向上，線圈只受安培力和外力的作用，且安培力方向向左，外力F方向向右，
F=F安+ma=BiL+ma，外力做的功W=Fs，s為線圈邊長，所以，進入和離開兩種情況s相同，而離開時的電流大于進入時，所以F離開＞F進入，所以，W離開＞W(wǎng)進入，故D正確．
故選：BD．

點評 本題多次應用平均速度=時間中點的瞬時速度，對于勻變速直線運動的運動規(guī)律及各導出公式需要熟悉并能熟練運用．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖（甲）所示，M1M4、N1N4為平行放置的水平金屬軌道，M4P、N4Q為相同半徑，平行放置的豎直四分之一圓形金屬軌道，M4、N4為切點，P、Q為四分之一圓軌道的最高點（與圓心等高），軌道間距L=1.0m，圓軌道半徑r=0.5m，整個裝置左端接有阻值R=0.5Ω的定值電阻．M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域寬度d=0.5m，兩區(qū)域之間的距離s=1.0m；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1，B1變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強磁場B2=0.05T，方向豎直向上．兩磁場間的軌道與導體棒CD間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，M3N3右側的直軌道及半圓形軌道均光滑．質(zhì)量m=0.1kg，電阻R0=0.5Ω的導體棒CD在垂直于棒的水平恒力F=1.0N拉動下，從M2N2處由靜止開始運動，到達M3N3處撤去恒力F，CD棒穿過勻強磁場區(qū)后，恰好通過圓形軌道到達PQ處．若軌道電阻、空氣阻力不計，運動過程導棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10m/s2　求：

（1）CD棒從M2N2處運動到M3N3處所需要的時間；
（2）CD棒剛進入B2磁場時的加速度大��；
（3）CD棒在直軌道上向右運動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．一根長為L=0.625m的細繩，一端拴一質(zhì)量為m=0.4kg的小球，使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運動．求：
（1）試確定到達最高點時向心力的最小值；
（2）小球通過最高點時的最小速度；
（3）若小球以速度v=3.0m/s通過圓周最高點時，繩對小球的拉力多大；
（4）若小球以v=3.0m/s的速度通過圓周最低點時，繩對小球的拉力多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．如圖，兩平行的光滑金屬導軌位于同一水平面上，相距l(xiāng)=2m左端與一電阻R=4Ω相連；整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B=2T，方向豎直向下．一質(zhì)量為m=2Kg的導體棒置于導軌上，在水平外力F作用下沿導軌以速度v=2m/s勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好．導軌和導體棒的電阻均可忽略．求
（1）水平外力F的大�。�
（2）電阻R消耗的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．如圖甲所示，ABCD為一足夠長的光滑絕緣斜面，EFGH范圍內(nèi)存在方向垂直斜面向上的勻強磁場，磁場邊界EF、HG與斜面底邊AB平行．一正方形金屬框abcd放在斜面上，ab邊平行于磁場邊界．現(xiàn)使金屬框從斜面上某處由靜止釋放，恰能勻速進入磁場，金屬框從開始運動到cd邊離開磁場的過程中，其運動的v-t圖象如圖乙所示．已知金屬框總電阻一定，質(zhì)量m=1kg，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）斜面傾角θ；
（2）磁場區(qū)域的寬度d；
（3）cd邊到達邊界EF前瞬間的加速度大小a；
（4）金屬框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，兩平行光滑金屬導軌固定在水平面上，導軌相距L1，導軌上分布著n個寬度為d、間距為2d的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直水平面向上．在導軌的左端連接一個阻值為R的電阻，導軌的左端距離第一個磁場區(qū)域L2的位置放有一根質(zhì)量為m，長為L1，阻值為r的金屬棒，導軌電阻及金屬棒與導軌間的接觸電阻均不計．現(xiàn)用一水平向右的已知恒力F使導體棒由靜止開始向右運動．已知金屬棒穿過任何一段磁場區(qū)域的過程中，流過電阻R上的電流及其變化相同．求：

（1）金屬棒剛進入磁場區(qū)域時流過電阻R的電流I；
（2）金屬棒穿過n個有界勻強磁場過程中通過電阻R的電荷量q；
（3）金屬棒從開始運動到穿過全部磁場區(qū)域的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．在如圖所示的雙縫干涉實驗中，用黃光照射單縫S時，在光屏P上觀察到如圖乙所示的干涉條紋，若使相鄰條紋間距變大，下列做法可行的是（　�。�
A．將黃光換為紅光B．將黃光換為紫光
C．減小S1與S2的間距D．減小雙縫屏到光屏的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

9．在用落體法驗證機械能守恒定律實驗中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，如圖1所示是打點計時器所得到的紙帶．（g取9.8m/s2）

（1）如圖1，O點為打點計時器打的第一個點，A、B、C三點至O點的距離分別為h1、h2、h3，打點周期T為0.02s，則B點速度vB=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$．（用物理量字母表示．不代數(shù)據(jù)）
（2）若測得OA=3.13cm，OB=4.86cm，OC=7.02cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：
當打點計時器達到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了0.476J；此時重錘的動能比開始下落時增加了0.473J．（結果均保留三位有效數(shù)字）
（3）利用實驗時打出的紙帶，測量出各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，以v2為縱軸，h為橫軸，畫出了如圖2所示的圖線，圖線的斜率近似等于A
A、19.6       B、9.80          C、4.90           D、2.45．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．如圖所示，一束由a、b兩種單色光組成的復色光射向半圓形玻璃磚的圓心O，在O點分為兩束光1和2，其中光束1只有a光，下列判斷正確的是（　�。�
A．光束2只有b光，且b光折射率比a光的大
B．a光的頻率小于b光的頻率
C．在此玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角
D．分別用a、b光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距大于b光

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