如图16所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电
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如图16所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电
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如图16所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m。电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上,导轨电阻不计,现使金属棒ab由静止开始下滑0.7 m后以5 m/s的速度匀速运动 。(g=10m/s
2
)
求: (1)金属棒的质量m;
(2)在导体棒下落2.70m内,回路中产生的热量Q
。
答案
(1)
(2)Q=0.58J
解析
(1)由题可知,棒最终作匀速运动,且速度
由
;(1分)
;(1分)
;(1分)
(1分)
解得(1分)
(2)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热。
则:
(2分)
解得Q=0.58J
本题考查法拉第电磁感应定律与能量、牛顿第二定律的结合问题,开始时重力大于向上的安培力,导体棒向下加速,随着速度的增大,安培力逐渐增大,加速度减小,当安培力增大到等于重力时加速度减小到零,此后导体棒向下匀速运动,由此时安培力等于重力和安培力,法拉第电磁感应定律、恒定电流可求得导体棒的质量,棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,有能量守恒定律可求得焦耳热的值
举一反三
如图所示,两个质量分别为m
1
2kg、m
2
= 3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接.两个大小分别为F
1
=30N、F
2
= 20N的水平拉力分别作用在m
1
、m
2
上,则
A.弹簧秤的示数是25N
B.弹簧秤的示数是50N
C.在突然撤去F
2
的瞬间,m
1
的加速度大小为5m/s
2
D.在突然撤去F
1
的瞬间,m
1
的加速度大小为13m/s
2
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(18分)如图所示,在倾角为
的光滑斜面上端系着一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧的下端连有一质量为m的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变.若手持挡板A以加速度a(a < gsin
)沿斜面向下做匀加速运动,求:
(1)从挡板开始运动到球与挡板分离所经历的时间;
(2)从挡板开始运动到小球的速度达到最大,球所经过的路程.
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一辆车的顶部用轻线悬挂着一个质量为m的小球,当车在水平方向运动时,线与竖直方向夹角为θ,如图所示,由此可求得: ( )
A.车的运动方向
B.车的速度大小
C.车的加速度大小和方向
D.小球对轻线的拉力
题型:不详
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起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图甲所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图乙中的哪一个? ( )
题型:不详
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如图,质量为M的木架上有一质量为m的金属环,当环以初速度v
o
沿杆上升时,木架对地刚好无压力,则金属环的加速度为( )
A.
B.
C.
D.
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