如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值R=3Ω的定值电阻.在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的
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如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值R=3Ω的定值电阻.在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值
R
=3Ω的定值电阻.在水平虚线
L
1
、L
2
间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场
B
,磁场区域的高度为
d
=0.5m.导体杆
a
的质量
m
a
=0.2kg、电阻
R
a
=6Ω;导体杆b的质量
m
b
=0.6kg、电阻
R
b
=3Ω,它们分别从图中
M
、N
处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当
a
杆刚穿出磁场时
b
杆正好进入磁场.设重力加速度为g=10m/s
2
.(不计
a
、
b
之间的作用)求:
(1)在整个过程中,
a
、
b
两杆完全穿出磁场区克服安培力分
别做的功;
(2)设
a
、
b
杆在磁场中的运动速率分别为
,则
的值为多少?
(3)
M
点和
N
点距水平虚线
L
1
的高度.
答案
(1)
(2)
(3)
解析
解:(1)因
a
、
b
杆在磁场中做匀速运动,设
a
杆克服安培力做功
,由动能定理可得:
…………① (1分)
解得:
② (1分)
同理设b杆克服安培力做功
,由动能定理得:
…………③ (1分)
解得:
④ (1分)
(2)当
杆以速度
在磁场中匀速运动时,回路的
总电阻为
⑤ (1分)
杆中产生感应电动势为:
…⑥
杆产生感应电流为:
……⑦
由
杆做匀速运动有:
……⑧
由⑤⑥⑦⑧可得:
……⑨ (2分)
同理b杆以速度
在磁场中匀速运动时,回路总电阻为
…⑩ (1分)
b杆中产生感应电动势为:
…
b杆产生感应电流为:
……
由b杆做匀速运动有:
…
由⑩
可得:
…
(1分)
由⑨
可得:
……
(1分)
(3)设a杆在磁场中运动历时为t,则有:
…………
(1分)
…………
(1分)
结合
式
解得:
………
(1分)
依
得:
…
(1分)
联立
式解得:
(1分)
所以:
(1分)
举一反三
(21分)如图所示,在绝缘水平面上的
P
点放置一个质量为
kg的带负电滑块
A
,带电荷量
C.在
A
的左边相距
m的
Q
点放置一个不带电的滑块
B
,质量为
kg,滑块
B
距左边竖直绝缘墙壁
s
=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为
N/C,使
A
由静止释放后向左滑动并与
B
发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面
OQ
部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面
OQ
间的动摩擦因数均为
μ
=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取
g
=10m/s
2
.求:
(1)
A
经过多少时间与
B
相碰?相碰结合后的速度是多少?
(2)
AB
与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?
(3)
A
、
B
相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?
题型:不详
难度:
|
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运动员用200N的力把质量为0.5kg的球抛出,球在水平路面上滚动30m,则该学生对球做的功是:( )
A.6000J
B.150J
C.3000J
D.无法确定
题型:不详
难度:
|
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一质量为2kg的物体在光滑的水平面上向右滑行,速度大小为5m/s。从某一时刻起在物体上作用一向左的水平力,经过一段时间,物体的速度方向变为向左,大小为5m/s,在这段时间里水平力做的功:( )
A.10J
B.0J
C.25J
D.50J
题型:不详
难度:
|
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质量为
m
的子弹,以水平速度
V
射入静止在光滑水平面上质量为
M
的木块,并留在其中,下列说法正确的是:( )
A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等
B.子弹克服阻力做的功与子弹动能的减少相等
C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等
D.子弹对木块做的功与木块对子弹做的功相等
题型:不详
难度:
|
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在光滑的水平面上,一个人用100N的力与水平方向成60度角推一个箱子前进6m,如图则推力所做的功是__
___J。
题型:不详
难度:
|
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