如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0.5Ω的电阻,下端连着电阻不计的金属卡环,导轨与水平面的夹角θ=300,导轨间虚线区域存在
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如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0.5Ω的电阻,下端连着电阻不计的金属卡环,导轨与水平面的夹角θ=300,导轨间虚线区域存在
题型:深圳二模
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如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0.5Ω的电阻,下端连着电阻不计的金属卡环,导轨与水平面的夹角θ=30
0
,导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场,其上、下边界之间的距离s=1Om,磁感应强 度B-t图如图乙所示.长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计,垂直导 轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处,在t=O时刻由静止释放,棒与导轨始终接触良 好,滑至导轨底端被环卡住不动.g取10m/s
2
,求:
(1)棒运动到磁场上边界的时间;
(2)棒进人磁场时受到的安培力;
(3)在0-5s时间内电路中产生的焦耳热.
答案
(1)棒从静止释放到刚进磁场的过程中做匀加速运动,由牛顿第二定律得:
mgsinθ=ma
得:a=gsinθ=5m/s
2
由运动学公式:d=
1
2
a
t
2
得:t=
2d
a
=1s
(2)棒刚进磁场时的速度v=at=5m/s
由法拉第电磁感应定律:E=BLv
而 I=
E
R
、F
安
=BIL
得:安培力F
安
=
B
2
L
2
v
R
=2.5N
(3)因为F
安
=mgsinθ=2.5N,所以金属棒进入磁场后做匀速直线运动,运动至导轨底端的时间为:t
1
=
s
v
=2s
由图可知,棒被卡住1s后磁场才开始均匀变化,且
△B
△t
=1T/s
由法拉第电磁感应定律:E
1
=
△Φ
△t
=
△B
△t
•Ls=5V
所以在0-5s时间内电路中产生的焦耳热为:Q=Q
1
+Q
2
而Q
1
=
E
2
R
t
1
=25J,Q
2
=
E
21
R
t
2
=50J
所以Q=75J
答:(1)棒运动到磁场上边界的时间是1s;
(2)棒进人磁场时受到的安培力是2.5N;
(3)在0-5s时间内电路中产生的焦耳热是75J.
举一反三
如图所示,由于街道上的圆形污水井盖破损,临时更换了一个稍大于井口的红色圆形平板塑料盖.为了测试因塑料盖意外移动致使盖上的物块滑落入污水井中的可能性,有人做了一个实验:将一个可视为质点、质量为m的硬橡胶块置于塑料盖的圆心处,给塑料盖一个沿径向的水平向右的初速度v
0
,实验的结果是硬橡胶块恰好与塑料盖分离.设硬橡胶块与塑料盖间的动摩擦因数为μ,塑料盖的质量为2m、半径为R,假设塑料盖与地面之间的摩擦可忽略,且不计塑料盖的厚度.
(1)求硬橡胶块与塑料盖刚好分离时的速度大小为多少?
(2)通过计算说明实验中的硬橡胶块是落入井内还是落在地面上.
题型:不详
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重为50N的物体放在水平面上,物体与水平面的动摩擦因数为0.2,现用方向相反的水平力F
1
和F
2
拉物体,其中F
1
=15N,如图所示.要使物体做匀加速运动,则F
2
的大小可能为( )
A.4N
B.10N
C.20N
D.30N
题型:茂名一模
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如图1所示,在2010上海世博会上,拉脱维亚馆的风洞飞行表演,令参观者大开眼界,最吸引眼球的就是正中心那个高为H=10m,直径D=4m的透明“垂直风洞”.风洞是人工产生和控制的气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动.在风力作用的正对面积不变时,风力F=0.06v
2
(v为风速).在本次风洞飞行上升表演中,表演者的质量m=60kg,为提高表演的观赏性,控制风速v与表演者上升的高度h间的关系如图2所示.g=10m/s
2
.求:
(1)表演者上升达最大速度时的高度h
1
.
(2)表演者上升的最大高度h
2
.
(3)为防止停电停风事故,风洞备有应急电源,若在本次表演中表演者在最大高度h
2
时突然停电,为保证表演者的人身安全,则留给风洞自动接通应急电源滞后的最长时间t
m
.(设接通应急电源后风洞一直以最大风速运行)
题型:宿迁三模
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如图所示为某工厂的货物传送装置,水平运输带与一斜面MP连接,运输带运行的速度为v
0
=5m/s.在运输带上的N点将一小物体轻轻的放在上面,N点距运输带的右端x=1.5m.小物体的质量为m=0.4kg,设货物到达斜面最高点P时速度恰好为零,斜面长度L=0.6m,它与运输带的夹角为θ=30°,连接M是平滑的,小物体在此处无碰撞能量损失,小物体与斜面间的动摩擦因数为
μ
1
=
3
6
.(g=10m/s
2
,空气空气阻力不计)求:
(1)小物体运动到运输带右端时的速度大小;
(2)小物体与运输带间的动摩擦因数;
(3)小物体在运输带上运动的过程中由于摩擦而产生的热量.
题型:威海一模
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放在光滑水平面上的物块1、2用轻质弹簧秤相连,如图所示,现对物块1、2分别施加方向相反的水平力F
1
、F
2
,且F
1
>F
2
,则( )
A.弹簧秤的示数一定等于F
1
-F
2
B.弹簧秤的示数一定大于F
2
小于F
1
C.在突然撤去F
2
的瞬间,物块1的加速度不变
D.在突然撤去F
2
的瞬间,物块2 的加速度减小
题型:不详
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