位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚
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位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚
题型:不详
难度:
来源:
位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v
1
=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。由于导轨足够长,电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,长度也是L的金属棒,自PQ处以水平向右的初速度v
2
=4m/s滑上金属导轨,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后,经t=0.2s,速度恰好与导轨速度相同,此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后,金属棒继续运动,当其速度刚好稳定时,金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s
2
,求:
(1)金属棒最终稳定时速度的大小;
(2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小;
(3)自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。
答案
(1)金属棒最后匀速运动,设速度为v
3
①
②
③
金属棒做匀速运动
④
可得v
3
="1.6m/s " ⑤
(2)当金属棒速度v=3.2m/s时,可推出
⑥
由牛顿第二定律
⑦
a=6m/s
2
⑧
(3)设金属棒从滑上导轨到与导轨速度相同的过程中,导轨的位移为s
1
,棒的位移为s
2
,
摩擦生
热
⑨
导轨位移
⑩
金属棒速度由v
2
减小到v
3
的过程中位移为s
3
=s—s
2
(11)
由动能定理
(12)
由功能关系
E=—W
安
可得:E
电
="0.7J " (14分)
解析
略
举一反三
如图所示,光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L.QM之间接有阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为M,电阻为R的金属棒ab放在导轨上,给棒一个水平向右的初速度v
0
使之开始滑行,最后停在导轨上.由以上条件,在此过程中可求出的物理量有( )
A.电阻R上产生的焦耳热
B.通过电阻R的总电量
C.ab棒运动的位移
D.ab棒的运动时间
题型:不详
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如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为
的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场。导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是( )
A.拉力做的功等于棒的机械能的增量
B.合力对棒做的功等于棒的动能的增量
C.拉力与棒受到的磁场力的合力为零
D.拉力对棒做的功与棒重力做的功之差等于回路中产生的电能
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在光滑的水平面上,有竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L的区域里,现有一边长为a(a<L)的正方形闭合线圈刚好能穿过磁场,则线框在滑进磁场过程中产生的热量Q
1
与滑出磁场过程中产生的热量Q
2
之比为 ( )
A.1:1
B.2:1
C.3:1
D.4:1
题型:不详
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|
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如图(甲)所示,一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.5m,左侧接一阻值为R=1的电阻;有一金属棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中。t=0时,用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使棒以加速度a=0.2 m/s
2
做匀加速运动,外力F与时间t的关系如图(乙)所示。
(1)求金属棒的质量m
(2)求磁感强度B
(3)当力F达到某一值时,保持F不再变化,金属棒继续运动3秒钟,速度达到1.6m/s且不再变化,测得在这3秒内金属棒的位移s=4.7m,求这段时间内电阻R消耗的电能。
题型:不详
难度:
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如图(
a
),圆形线圈
P
静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈
Q
、
P
和
Q
共轴.
Q
中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(
b
)所示.
P
所受的重力为G,桌面对
P
的支持力为
N
,则
A.
t
1
时刻
N
>G
B.
t
2
时刻
N
>G
C.
t
3
时刻
N
<G
D.
t
4
时刻
N
=G
题型:不详
难度:
|
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