2023年北京海淀区二模物理试题详细解析版(选择题第10题)
选择题第10题截图如下: 分析与解答: 考查知识点:本题主要考查导体棒切割磁感线、基于受力分析来分析物体的运动规律知识等。 我们来做下具体分析: 导体棒从静止开始下落,刚开始下落时,导体棒只受到重力的作用。此时,导体棒的加速度a=g。 随着导体棒的下落,导体棒受到了一个向上的安培力作用,安培力从零开始增大,当前期安培力小于重力时,导体棒所受的合外力方向向下,那么导体棒的加速度向下,导体棒继续做加速运动,随着导体棒的速度增大,那么导体棒受到的安培力也变大,那么,导体棒受到的合外力的在减少,直到安培力等于重力时,导体棒的加速度为零,导体棒的速度达到最大。 所以,从上述分析我们知道: 导体棒从静止下落到达到最大的速度过程中,导体棒做的是加速度越来越小的加速运动。直到安培力等于重力时,导体棒加速度减小到零,速度达到最大值。 按照以上分析我们来看下每个选项。 选项A,电压U与t的关系,我们知道,由法拉第电磁感应定律,感应电动势E=BLV,由上面分析,我们知道,速度v和t之间不是正比例关系,那么,电动势和时间之间也不是正比例关系,所以选项A错误。 选项B,由安培力的计算公式F=BIL,加上I=BLV/R,我们知道,安培力与速度V之间是正比例关系,而速度v和时间t是非正比例关系,我们可以知道,安培力F随时间t的增大也增大,但是增大的幅度会变缓,最后增大到等于重力,类似选项C中的图像才对,所以选项B错误。 选项C,由I=BLV/R,我们知道,电流I与速度v之间是正比例关系,I随速度是均匀变化的。I随时间的变化的图像倒是本选项的图像,所以选项C错误。 选项D,由受力分析我们知道,导体棒的加速度为: a=mg-F=mg-BIL=mg-B^2*L^2*v/R。 从上述函数关系可以看出,加速度a与速度v之间的函数图像是一条斜率为负的直线。 所以选项D正确。 综上分析可以得出,本题的正确答案为选项D。 |