如图所示,水平面内平行放置两根裸铜导轨,导轨间距为L,一根裸铜棒ab垂直导轨放置在导轨上面,铜棒质量为m,可无摩擦地在导轨上滑动,两导轨右端与电阻R相连,铜棒和

如图所示,水平面内平行放置两根裸铜导轨,导轨间距为L,一根裸铜棒ab垂直导轨放置在导轨上面,铜棒质量为m,可无摩擦地在导轨上滑动,两导轨右端与电阻R相连,铜棒和

题型:不详难度:来源:
如图所示,水平面内平行放置两根裸铜导轨,导轨间距为L,一根裸铜棒ab垂直导轨放置在导轨上面,铜棒质量为m,可无摩擦地在导轨上滑动,两导轨右端与电阻R相连,铜棒和导轨的电阻不计,两根一样的弹簧,左端固定在木板上,右端与铜棒相连,弹簧质量与铜棒相比可不计.开始时铜棒作简谐运动,为平衡位置,振幅Am,周期是Ts,最大速度为v.加一垂直导轨平面的磁感应强度为B的匀强磁场后,发现铜棒作阻尼运动,如果同时给铜棒施加一水平力F,则发现铜棒仍然作原简谐运动.问:
图11-8
(1)铜棒作阻尼运动的原因是________________.
(2)关于水平变力F的情况,下列判断正确的是________________
A.F的方向总是与弹簧弹力的方向相同B.F的大小总是与安培力大小相等
C.F的大小不变方向变化D.F可以为恒力
(3)如果铜棒中的电流按正弦规律变化,那么每次全振动中外界供给铜棒的能量是多少?
 
答案
(1)铜棒切割磁感线,产生感应电动势,铜棒、电阻、导棒组成的回路中有感应电流,铜棒运动时受到安培力,铜棒克服安培力做功,机械能减小,减少的机械能转化为电能,故铜棒振幅减少,振动能量减少,作阻尼振动
(2)B                                           (3)
解析
(1)铜棒切割磁感线,产生感应电动势,铜棒、电阻、导棒组成的回路中有感应电流,铜棒运动时受到安培力,铜棒克服安培力做功,机械能减小,减少的机械能转化为电能,故铜棒振幅减少,振动能量减少,作阻尼振动
(2)B 抓住安培力是变力
(3)
∴ 
每次全振动产生电能是 
所以每次全振动中外界供给铜棒的能量为 
举一反三
如图所示,将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子.在A的上方放置mB=mA的物块B,使AB一起上下振动,弹簧原长l0=5cm,A的厚度可忽略不计,g取10m/s2.求:
(1)当系统做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面C的高度;
(2)若AB一起做简谐运动,其振幅为0.5cm,则BA的最大压力是多少;
(3)为了使B在振动中始终与A接触,振幅不能超过多少?
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如图所示,内壁光滑的圆柱形汽缸竖直固定在水平地面上,汽缸开口向上,一面积为0.01m2的活塞封闭了一定空气,在活塞的上方竖直固定一支架,在支架上的O点通过细线系一质量为m=8kg的球,球心到O点的距离为L=2m。活塞与支架总质量为M=12kg,已知当地的重力加速度g=10m/s2,大气压强P=1.00×105p,汽缸是绝热的。现将细线拉直到水平,稳定后由静止释放球,当球第一次运动到最低点时,活塞下降了h=0.2m且速度恰好为零,此时细线中的拉力为F=252N,求球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中汽缸中的气体增加的内能.(提示小球在达到最低点是机械能的减少等于汽缸中空气内能的增加)
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在火车的车厢里用细线吊着一个小球,由于在铁轨接合处火车通过受到震动使球摆动,如果每根铁轨长12.5 m,细线长0.4 m,则当火车速度达到多大时,球摆动的振幅最大.
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如图11-5-3所示是探究单摆共振条件时得到的图象,它表示振幅跟驱动力频率之间的关系,请完成:

图11-5-3
(1)这个单摆的摆长是多少?
(2)如果摆长变长一些,画出来的图象的高峰将向哪个方向移动?
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如果把人当作一个整体来看,在水平方向的固有频率约为3 Hz—6Hz,竖直方向的固有频率约为4 Hz—8 Hz,拖拉机驾驶员和风镐、风铲、铆钉机等操作工在工作时将做___________振动,这些操作工的振动频率跟振动源的频率______________________.为保障操作工的安全与健康,有关部门作出规定:用手操作的各类机械的频率必须大于20 Hz,这是为了防止发生___________造成对人体健康的危害.
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