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的匀质金属圆环位于圆台底部。圆环中
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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的匀质金属圆环位于圆台底部。圆环中
题型:不详
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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的匀质金属圆环位于圆台底部。圆环中维持恒定的电流I,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.安培力对圆环做的功为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
D.圆环先有扩张后有收缩的趋势
答案
C
解析
试题分析:将磁场分解为水平向四周方向的和竖直向上的,通电圆环受安培力向上,可判断电流方向(从上向下看)为顺时针方向,根据左手定律,此时竖直向上的分磁场有使线圈收缩的趋势,D错误,水平向四周的分磁场对线圈有竖直向上的作用力,大小为
,此时线圈向上做匀加速运动,线,加速度
,经过时间t,撤去恒定电流瞬间,此时速度达到最大,为
,C正确;此后线圈再向上运动,会产生逆时针方向的感应电流,会受到向下的安培力,而且越向上运动,速度越小,安培力越小,因此做变减速运动,B错误;根据动能定理,在上升的整个过程中,
,因此
,A错误。
举一反三
(15分)如图所示,光滑的
圆弧AB,半径
,固定在竖直平面内。一辆质量为M=2kg的小车处在水平光滑平面上,小车的表面CD与圆弧在B点的切线重合,初始时B与C紧挨着,小车长L=1m,高H=0.2m。现有一个质量为m=1kg的滑块(可视为质点),自圆弧上的A点从静止开始释放,滑块运动到B点后冲上小车,带动小车向右运动,当滑块与小车分离时,小车运动了
,此时小车的速度为
。求
(1)滑块到达B点时对圆弧轨道的压力;
(2)滑块与小车间的动摩擦因数;
(3)滑块与小车分离时的速度;
(4)滑块着地时与小车右端的水平的距离;
题型:不详
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分如图,传送带与地面倾角θ=30°,AB长度为
,传送带以
的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放上一个质量为
的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为
,取
,则:
(1)从物体开始运动至物体刚与传送带达到共同速度这一过程中,传送带的摩擦力对物体做了多少功?
(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到B端的过程中,传送带的摩擦力对物体又做了多少功?
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如图所示,一个小球从光滑斜面上无初速度滚下,然后进入一个半径为r=0.5m的光滑圆形轨道的内侧,小球恰能通过轨道的最高点,则小球下滑的高度h为
m,通过最低点时小球的向心加速度为
m/s
2
。(g="10" m/s
2
)
题型:不详
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如图所示,飞行员的质量为m=60kg,重力加速度为g=10m/s
2
,他驾驶飞机在竖直平面内做翻筋斗的圆周运动,当飞机飞到最高点时速度为
,飞行员对机座的压力恰好为零,则轨道半径R=
m,若飞机飞到最低点时速度为
,飞行员对机座的压力N=
N。
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(8分)一颗人造地球卫星在绕地球做匀速圆周运动,卫星距地面的高度是地球半径的15倍,即h=15R,试计算此卫星的线速度大小。已知地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g=10m/s
2
.
题型:不详
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