如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ,一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。环中维持恒定的

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ,一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。环中维持恒定的电流I不变,圆环由静止向上运动,经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环全程上升的最大高度为H。已知重力加速度为g,磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中,下列说法正确的是(    )
A.在时间t内安培力对圆环做功为mgH
B.圆环先做匀加速运动后做匀减速运动 
C.圆环运动的最大速度为-gt
D.圆环先有扩张后有收缩的趋势

◎ 答案

C

◎ 解析


试题分析:上升全过程根据功能关系知安培力对圆环做的功应等于mgH与后来克服安培力做功之和,因此时间t内安培力的功必定大于mgH,故选项A错误;通电向上运动过程中圆环受安培力如图F,上升过程受安培力大小F=ILB=I·2r由牛顿第二定律知加速度a=,由静止上升必为匀加速上升,撤去电流后圆环切割磁感线产生感应电流,根据右手定则知,电流俯视为逆时针,根据左手定则知受安培力必垂直磁感线向下,为减速上升,由于速度发生变化,故不是匀减速运动,故选项B错误;根据速度公式知最大速度v=at=,故选项C正确;因开始时圆环受安培力F水平分量指向圆心,故圆环由收缩趋势,后来安培力如图水平分量背离圆心,故圆环有扩张趋势,故选项D错误。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ,一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。环中维持恒定的…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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