如图所示,在一光滑水平的桌面上,放置一质量为M.宽为L的足够长“U”形框架,其ab部分电阻为R,框架其他部分的电阻不计.垂直框架两边放一质量为m.电阻为R的金属
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如图所示,在一光滑水平的桌面上,放置一质量为M.宽为L的足够长“U”形框架,其ab部分电阻为R,框架其他部分的电阻不计.垂直框架两边放一质量为m.电阻为R的金属
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,在一光滑水平的桌面上,放置一质量为M.宽为L的足够长“U”形框架,其ab部分电阻为R,框架其他部分的电阻不计.垂直框架两边放一质量为m.电阻为R的金属棒cd,它们之间的动摩擦因数为μ,棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k.另一端固定的轻弹簧相连.开始弹簧处于自然状态,框架和棒均静止.现在让框架在大小为2 μmg的水平拉力作用下,向右做加速运动,引起棒的运动可看成是缓慢的.水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.问:
(1)框架和棒刚开始运动的瞬间,框架的加速度为多大?
(2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度多大?
(3)若框架通过位移s后开始匀速运动,已知弹簧弹性势能的表达式为
(x为弹簧的形变量),则在框架通过位移s的过程中,回路中产生的电热为多少?
答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)设水平拉力为F ,则
①
对框架由牛顿第二定律得
② 解得
(2)设框架做匀速运动的速度大小为v,
则感应电动势
③
回路中的电流
④
对框架由力的平衡得
⑤
联立上式解得
(3)在框架滑过s的过程中,设产生的电热为Q
1
,摩擦生热为Q
2
由功能关系得
⑥
其中
⑦
在框架匀速运动后,对棒由力的平衡得
⑧
另有
⑨
联立以上各式得
本题考查电磁感应与牛顿运动定律的结合问题,分析导体棒的受力情况,因为导体棒匀速运动,受力平衡,列平衡的公式求解,在运动过程中由能量守恒,F做的功转化为动能、弹性势能、焦耳热、摩擦生热
举一反三
如图所示,上表面粗糙的半圆柱体放在水平面上,小物块从半圆柱体上的A 点,在外力F作用下沿圆弧向下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态,小物块运动的速率不变,则
A.半圆柱体对小物块的支持力逐渐变大。
B.半圆柱体对小物块的摩擦力变大。
C.外力F变大。
D.小物块所受的合外力变小。
题型:不详
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如图所示,在静止的升降机地板上,有一个物体通过弹簧和墙壁连接,当升降机运动时,发现弹簧收缩使物体向右运动,升降机的运动状态可能是
A.加速下降
B.减速下降
C.减速上升
D.加速上升
题型:不详
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|
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如图所示,在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长。如果m
B
="3" m
A
,则绳子对物体A的拉力大小为
A.m
B
B.
m
A
C.3 m
A
D.
m
B
题型:不详
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两个物体A和B,质量分别为m
1
和m
2
,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体B所受的作用力等于
A.
F
B.
F
C.F
D.
F
题型:不详
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如图4所示,A、B两物体的质量分别为m
A
=2.0kg、m
B
=4.0kg。 物体A与桌面间的动摩擦因数
=0.2,当轻轻释放B后,求:
(1)物体A沿桌面滑行的加速度是多少?
(2)物体A受到绳子的拉力多大?(取g=10m/s
2
)
题型:不详
难度:
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