(12分) 如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水
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(12分) 如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水
题型:不详
难度:
来源:
(12分) 如图所示,质量m
1
=0.1 kg,电阻R
1
=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m
2
=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2. 相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R
2
=0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s
2
.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.
答案
(1)v="6" m/s (2) 1.1 m
解析
试题分析:(1)ab对框架的压力F
1
=m
1
g
框架受水平面的支持力F
N
=m
2
g+F
1
由题意知,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力
ab中的感应电动势E=BLv
MN中电流
MN受到的安培力F=BIL
框架开始运动时安培力等于摩擦力F=F
f
联立解得v="6" m/s
(2)闭合回路中产生的总热量
由能量守恒定律,得
代入数据解得x=1.1 m.
举一反三
如图,有一宽为L足够长的光滑水平平行导轨,导轨处于竖直向上匀强磁场中,垂直导轨静止放有两根相同的金属棒,每根棒质量均为M,t =0时刻开始,给金属棒1一水平向右的外力,使金属棒1在很短时间内达到速度v
0
,之后保持v
0
不变. 此时棒1成为了一个最简单的发电机,而棒2成为了一个简单电动机,已知t = t
0
时刻,金属棒2也达到一个稳定的速度,且此过程中导体棒2产生焦耳热为Q,则
A.棒2的稳定速度也为v
0
B.作用于棒2的安培力做正功,做的功W ="Q"
C.外力做功为
D.作用于棒1的安培力做负功,产生电能E=
题型:不详
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如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水乎地面上,小车左端放一个质量为m的木块,车的右端固定一个轻质弹簧,现给木块一个水平向右的瞬时冲量I,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧相碰后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端。试求:
①木块返回到小车左端时小车的动能;
②弹簧获得的最大弹性势能。
题型:不详
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如图所示,在距水平地面高为0.4 m处,水平固定一根长直光滑杆,杆上P处固定一定滑轮(大小不计),滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m=3 kg的滑块A.半径R="O.3" m的光滑半网形轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量m="3" kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将小球和滑块连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响,现对滑块A施加一个水平向右、大小为60 N的恒力F,则:
(l)求把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C的过程中力F做的功.
(2)求小球B运动到C处时所受的向心力的大小.
(3)问小球B被拉到离地多高时滑块A与小球B的速度大小相等?
题型:不详
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在光滑绝缘的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示的PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以初速度
从如图位置向右自由平移,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为
,则下列说法正确的是 ( )
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电量为
D.此过程中回路产生的电能为
题型:不详
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生产、生活中使用的许多设备都可看作能量转换器,它们把能量从一种形式转化为另一种形式.下列设备在工作过程中把电能主要转化为动能的是
A.电风扇
B.发电机
C.电磁炉
D.电饭煲
题型:不详
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