(12分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导
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(12分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导
题型:不详
难度:
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(12分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v
0
。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E
p
,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
答案
(1)
b→a (2)
(3)
解析
试题分析:(1)棒产生的感应电动势
2分
通过
的电流大小
2分
电流方向为b→a 1分
(2)棒产生的感应电动势为
1分
感应电流
1分
棒受到的安培力大小
,方向沿斜面向上 1分
根据牛顿第二定律 有
1分
解得
1分
(3)导体棒最终静止,有
压缩量
1分
设整个过程回路产生的焦耳热为Q
0
,根据能量守恒定律 有
2分
1分
电阻R上产生的焦耳热
2分
举一反三
(14 分)有一质量为m=2kg的小球穿在长为L=1m的轻杆顶部,轻杆与水平方向成θ=37°角。
(1)若由静止释放小球,t=1s后小球到达轻杆底端,则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少?
(2)小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少?
(3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力F,由静止释放小球后保持它的加速度大小a=1m/s
2
,且沿杆向下运动,则这样的恒力F的大小为多少?(g=l0m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
题型:不详
难度:
|
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(18分)、如图所示,固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道,轨道半径为R,平台上静止放着两个滑块A、B,其质量m
A
=m,m
B
=2m,两滑块间夹有少量炸药。平台右侧有一小车,静止在光滑的水平地面上,小车质量M=3m,车长L=2R,车面与平台的台面等高,车面粗糙,动摩擦因数μ="0.2" ,右侧地面上有一立桩,立桩与小车右端的距离为S,S在0<S<2R的范围内取值,当小车运动到立桩处立即被牢固粘连。点燃炸药后,滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D,滑块B冲上小车。两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上,重力加速度为g=10m/s
2
。求:
(1)滑块A在半圆轨道最低点C受到轨道的支持力F
N
。
(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小V
B
。
(3)请讨论滑块B从滑上小车在小车上运动的过程中,克服摩擦力做的功W
f
与S的关系。
题型:不详
难度:
|
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小车上有一根固定的水平横杆,横杆左端固定的斜杆与竖直方向成θ角,斜杆下端连接一质量为m的小铁球。横杆右端用一根轻质细线悬挂一相同的小铁球,当小车在水平面上做直线运动时,细线保持与竖直方向成α角(α≠θ),设斜杆对小铁球的作用力为F,下列说法正确的是
A.F沿斜杆向上,F=
B.F沿斜杆向上,F=
C.F平行于细线向上,F=
D.F平行于细线向上,F=
题型:不详
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|
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如图所示,将完全相同的两小球A、B用长L=0.8m的细绳,悬于以
向右匀速运动的小车顶部,两球与小车前后壁接触。由于某种原因,小车突然停止,此时悬线中张力之比
为
A.1:1
B.1:2
C.1:3
D.1:4
题型:不详
难度:
|
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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
题型:不详
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