如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直,磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与
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如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直,磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与
题型:不详
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如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直,磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度
。在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力。
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹力势能为
,则这一过程中安培力所做的功W
1
和电阻R上产生的焦耳热Q
1
分别为多少?
(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
答案
(1)
水平向左
(2)
;
(3) 初始位置;
解析
(1)初始时刻棒中感应电动势
,棒中感应电流
,作用于棒上的安培力
,联立解得
,安培力方向:水平向左;
(2)由功和能的关系,得安培力做功
,电阻R上产生的焦耳热
;
(3)由能量转化平衡条件等,可判断:棒最终静止于初始位置
。
举一反三
在离地高为H处以某一初速度竖直向下抛一个小球,若与地面碰撞的过程,无机械能损失,且不计空气阻力,要使球反弹到离地最大高度为2H处,则初速度应该为( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧直立于地面上,上面放一个质量为m的带正电的小球,小球与弹簧不连接.现将小球向下压到某位置后由静止释放,若小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力和电场力对小球做功的大小分别为W
1
和W
2
,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中
A.带电小球电势能增加W
2
B.弹簧弹性势能最大值为W
1
+
mv
2
C.弹簧弹性势能减少量为W
2
+W
1
D.带电小球和弹簧组成的系统机械能增加W
2
题型:不详
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(16分) 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与θ和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v
0
的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求:
(1)木块在ab段受到的摩擦力f;
(2)木块最后距a点的距离s。
题型:不详
难度:
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如图(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框,线框边长为a,在1位置以速度v
0
进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时,若磁场的宽度为b(b>3a),在3t
0
时刻线框到达2位置,速度又为v
0
,并开始离开匀强磁场. 此过程中v-t图像如图(b)所示,则( )
A.t=0时,线框右侧边MN的两端电压为Bav
0
B.在t
0
时刻线框的速度为v
0
-
C.线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t
0
时刻线框的速度大
D.线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb
题型:不详
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(10分)交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电阻为R。.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:
(1)通过R的电荷量q为多少?
(2)R上产生的电热Q
R
为多少?
(3)外力做的功W为多少?
题型:不详
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