(12分) 如圖所示,質量m1=0.1 kg,電阻R1=0.3 Ω,長度l=0.4 m的導體棒ab橫放在U形金屬框架上.框架質量m2=0.2 kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2. 相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,電阻不計且足夠長.電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′.整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab從靜止開始無摩擦地運動,始終與MM′、NN′保持良好接觸.當ab運動到某處時,框架開始運動.設框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2.

(1)求框架開始運動時ab速度v的大。
(2)從ab開始運動到框架開始運動的過程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1 J,求該過程ab位移x的大。

(1)v="6" m/s    (2) 1.1 m

解析試題分析:(1)ab對框架的壓力F1=m1g
框架受水平面的支持力FN=m2g+F1
由題意知,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力
ab中的感應電動勢E=BLv
MN中電流
MN受到的安培力F=BIL
框架開始運動時安培力等于摩擦力F=Ff
聯(lián)立解得v="6" m/s
(2)閉合回路中產(chǎn)生的總熱量
由能量守恒定律,得
代入數(shù)據(jù)解得x=1.1 m.
考點:本題考查安培力、能量守恒、法拉第電磁感應定律

練習冊系列答案
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如圖,O是一固定的點電荷,另一點電荷P從很遠處以初速度射入點電荷O的電場,在電場力作用下的運動軌跡是曲線MN。a、b、c是以O為中心,Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓,Rc-Rb=Rb-Ra。1、2、3、4為軌跡MN與三個圓的一些交點。以表示點電荷P由1到2的過程中電場力做的功的大小,表示由3到4的過程中電場力做的功的大小,則(   )

A.=2
B.>2
C.P、O兩電荷可能同號,也可能異號
D.P的初速度方向的延長線與O之間的距離可能為零

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如圖為一勻強電場,某帶電粒子從A點運動到B點,在這一運動過程中克服重力做的功為2.0J電場力做的功為1.5J.則下列說法正確的是

A.粒子帶負電
B.粒子在A點的電勢能比在B點少1.5J
C.粒子在A點的動能比在B點少0.5J
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如圖所示,把一個線框從一勻強磁場中勻速拉出(線框原來全在磁場中)。第一次拉出的速率是v,第二次拉出速率是2v,其它條件不變,則前后兩次拉力大小之比是     ,拉力功率之比是     ,拉力做功的絕對值之比        ,是安培力做功的絕對值之比是 ,線框產(chǎn)生的熱量之比是     ,通過導線某一橫截面的電量之比是 。 

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(1)小球達到B點時的速度大小vB;
(2)水平面BC的長度s;
(3)在壓縮彈簧過程中小球的最大速度vm

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