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【題目】如圖所示，兩根豎直放置的光滑平行導軌，其中一部分處于方向垂直導軌所在平面并且有上下水平邊界的勻強磁場中．一根金屬桿MN保持水平并沿導軌滑下(導軌電阻不計)，當金屬桿MN進入磁場區(qū)后，其運動的速度隨時間變化的圖線不可能的是 (　　)

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

當金屬桿MN進入磁場區(qū)后，切割磁感線產生感應電流，受到向上的安培力。金屬桿MN進入磁場區(qū)時，若所受的安培力與重力相等，做勻速直線運動，速度不變，所以A圖象是可能的，故A錯誤。金屬桿MN進入磁場區(qū)時，若所受的安培力小于重力，做加速運動，隨著速度的增大，感應電動勢和感應電流增大，金屬桿所受的安培力增大，合外力減小，加速度減小，v-t圖象的斜率應逐漸減小，故B圖象不可能，C圖象是可能的，故B正確，C錯誤。金屬桿MN進入磁場區(qū)時，若所受的安培力大于重力，做減速運動，隨著速度的減小，金屬桿所受的安培力減小，合外力減小，加速度減小，v-t圖象的斜率減小，D圖象是可能的，故D錯誤。故選B。

練習冊系列答案
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【題目】“嫦娥三號”探測器由“長征三號乙”運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實現月球軟著陸和月面巡視勘察。假設“嫦娥三號”先后分別在如圖所示的環(huán)月圓軌道和橢圓軌道上運行，則(　　)

A.若已知“嫦娥三號”環(huán)月圓軌道的半徑，運行周期和引力常量，則可以算出月球的密度

B.“嫦娥三號”由環(huán)月圓軌道變軌為橢圓軌道時，應在P點發(fā)動機點火使其減速

C.“嫦娥三號”在環(huán)月橢圓軌道上運行時P點的速度大于Q點的速度

D.“嫦娥三號”進入環(huán)月橢圓軌道后關閉發(fā)動機，探測器從Q點運行到P點過程中速度增加

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【題目】做功與路徑無關的力場叫做勢場，在這類場中可以引入“勢”和“勢能”的概念，場力做功可以量度勢能的變化。例如靜電場和引力場。

(1)如圖所示，真空中靜止點電荷+Q產生的電場中，A、B為同一條電場線上的兩點，A、B兩點與點電荷+Q間的距離分別為r1和r2。取無窮遠處的電勢為零，則在距離點電荷+Q為r的某點電勢（式中k為靜電力常量）。

a．現將電荷量為+q的檢驗電荷放置在A點，求該檢驗電荷在A點時的電勢能EpA；

b．現將電荷量為+q的檢驗電荷，由A點移至B點，求在此過程中，電場力所做的功W。

(2)質量為M的天體周圍存在引力場。已知該天體的半徑為R，引力常量為G。

a．請類比點電荷，取無窮遠處的引力勢為零，寫出在距離該天體中心為r（）處的引力勢的表達式；

b．天體表面上的物體擺脫該天體萬有引力的束縛，飛向宇宙空間所需的最小速度，稱為第二宇宙速度，又叫逃逸速度。求該天體的第二宇宙速度v。

(3)2019年4月10日，人類首張黑洞照片面世。黑洞的質量非常大，半徑又非常小，以致于任何物質和輻射進入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸。已知黑洞的質量為M0，引力常量為G，真空中的光速為c，求黑洞可能的最大半徑rm。

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【題目】如圖所示，豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間存在勻強電場，在兩極板間某位置用絕緣細線懸掛一質量m=10g的帶電小球，靜止時細線跟豎直方向成θ=45°角，小球與右極板距離為b=20cm。

(1)若小球所帶的電荷量q=5×10－7C，則兩極板間的電場強度大小為多少?

(2)若剪斷細線，則小球做什么運動?需多長時間到達右極板?(g取10m/s2)

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【題目】圖甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設施，它的基本裝置是將繩子上端固定在轉盤的邊緣上，繩子的下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉盤旋轉而在空中飛旋。若將人和座椅看成一個質點，則可簡化為如圖乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內的轉盤，可繞豎直轉軸OO＇轉動，設繩長l＝10m，質點的質量m=60kg，轉盤靜止時質點與轉軸之間的距離d=4.0m，轉盤逐漸加速轉動，經過一段時間后質點與轉盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角θ=37（不計空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，sin37=0.6，cos37=0.8）求質點與轉盤一起做勻速圓周運動時，

（1）繩子拉力的大�。�

（2）轉盤角速度的大小。

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【題目】現代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用變化的磁場產生電場使電子加速的設備，它的基本原理如圖所示。在上、下兩個電磁鐵形成的異名磁極之間有一個環(huán)形真空室（圖中所示為其側面），電子在真空室中做圓周運動。上邊為正視圖，下邊為真空室的俯視圖。如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動，則以下方法能夠使電子加速的是（ ）

A. 若電磁線線圏中的電流方向與圖示中方向一致，使電流增大

B. 若電磁鐵線圏中的電流方向與圖示中方向一致，使電流減小

C. 若電磁線線圏中的電流方向與圖示中方向相反，使電流増大

D. 若電磁鐵線圏中的電流方向與圖示中方向相反，使電流減小

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【題目】如圖甲所示，電阻為5Ω、匝數為100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端A、B與電阻R相連，R=95Ω。線圈內有方向垂直于紙面向里的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。則

A. A點的電勢小于B點的電勢

B. 在線圈位置上感應電場沿逆時針方向

C. 0.1s時間內通過電阻R的電荷量為0.05C

D. 0.1s時間內非靜電力所做的功為2.5J

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【題目】如圖所示，在磁感應強度為的水平勻強磁場中，有一豎直放置的光滑的平行金屬導軌，導軌平面與磁場垂直，導軌間距為，頂端接有阻值為的電阻。將一根金屬棒從導軌上的處以速度豎直向上拋出，棒到達處后返回，回到出發(fā)點時棒的速度為拋出時的一半。已知棒的長度為，質量為，電阻為。金屬棒始終在磁場中運動，處于水平且與導軌接觸良好，忽路導軌的電阻。重力加速度為。

（1）金屬棒從點被拋出至落回點的整個過程中，求：

a．電阻消耗的電能；

b．金屬棒運動的時間。

（2）經典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子的碰撞。已知元電荷為。求當金屬棒向下運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒中金屬離子對一個自由電子沿棒方向的平均作用力大小。

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【題目】物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。通過力和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示。取g＝10m/s2，則下列說法錯誤的是（　�。�

A.物體的質量m＝0.5kg

B.物體與水平面間的動摩擦因數μ＝0.40

C.第2s內物體克服摩擦力做的功W＝2J

D.前2s內推力F做功的平均功率＝3W

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