如图1所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场
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如图1所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场
题型:不详
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如图1所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=1T.现有一质量为m=0.2kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5kg的物体相连,细绳与导轨平面平行.将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动.运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触.(取重力加速度g=10m/s
2
)求:
(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度B
1
不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图象如图2所示,请根据图中的数据计算出此时的B
1
;
答案
(1)金属棒匀速运动时,受力平衡,所以 Mg=mgsin θ+
B
2
L
2
v
R
解得:v=
(Mg-mgsinθ)R
B
2
L
2
=4 m/s
(2)对系统,由能量守恒有:Mgs=mgs•sinθ+Q+
1
2
(M+m)v
2
则电阻R上产生的焦耳热为:Q=Mgs-mgs•sinθ-
1
2
(M+m)v
2
=2.4 J
(3)由上式变换成速度与质量的函数关系为:
v=
(Mg-mgsinθ)R
B
2
L
2
=
gR
B
2
L
2
M
-
mgRsinθ
B
2
L
2
由数学知识知,v-M图象的斜率等于
gR
B
2
L
2
再由图象可得:
gR
B
2
L
2
=
10
0.3
,代入解得,B
1
=0.54 T
答:
(1)金属棒匀速运动时的速度为4m/s;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热是2.4J;
(3)根据图中的数据计算出此时的B
1
为0.54T.
举一反三
一物体在与水平方向上成θ角斜向上的拉力F作用下沿水平面作匀速运动.则物体所受的摩擦力与拉力F的合力方向为( )
A.与运动方向一致
B.竖直向下
C.竖直向上
D.条件不足,无法确定
题型:不详
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|
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如图,物体m原以加速度a沿斜面匀加速下滑,现在物体上方施一竖直向下的恒力F,则下列说法正确的是( )
A.物体m受到的摩擦力不变
B.物体m下滑的加速度增大
C.物体m下滑的加速度变小
D.物体m下滑的加速度不变
题型:不详
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如图,用细绳悬一质量为m=2千克的物体,当a=1米/秒
2
加速度向上加速时,求:
(1)细绳的拉力为多大;
(2)如果细绳的最大拉力为40牛顿,那么向上的最大加速度不能超过多少.
题型:不详
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用20牛顿的水平拉力拉一个放在水平面上的物体,可以使它产生1米/秒
2
加速度,若用30牛顿的水平力拉这个物体,可以产生2米/秒
2
的加速度.
(1)如果用40牛顿的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小是多少?
(2)物体受到的摩擦力是多少?
题型:不详
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物体沿倾角为θ的斜面下滑,物体与斜面间的滑动摩擦系数为μ,物体的加速度是______.若物体以一定初速度沿此斜面上滑,则加速度是______.
题型:不详
难度:
|
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