(12分)如圖所示,在傾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNPQ,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5T,磁場寬度d=0.55m,有一邊長L=0.4m、質(zhì)量m1=0.6kg、電阻R=2Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為m2=0.4kg的物體相連,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,將線框從圖示位置由靜止釋放,物體到定滑輪的距離足夠長.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)線框abcd還未進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)過程中,細(xì)線中的拉力為多少?
(2)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求線框剛釋放時(shí)ab邊距磁場MN邊界的距離x多大?(3)在(2)問的條件下,若cd邊恰好離開磁場邊界PQ時(shí),速度大小為2m/s,求整個(gè)過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為多少?

(1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J

解析試題分析:(1)m1、m2運(yùn)動(dòng)過程中,以整體法有
m1gsin θ-μm2g=(m1+m2)a
a=2 m/s2
以m2為研究對象有T-μm2g=m2a(或以m1為研究對象有m1gsin θ-T=m1a
T=2.4 N
(2)線框進(jìn)入磁場恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),以整體法有
m1gsin θ-μm2g-=0
v=1 m/s
ab到MN前線框做勻加速運(yùn)動(dòng),有
v2=2axx=0.25 m
(3)線框從開始運(yùn)動(dòng)到cd邊恰離開磁場邊界PQ時(shí):
m1gsin θ(x+d+L)-μm2g(x+d+L)= (m1+m2)+Q
解得:Q=0.4 J
所以QabQ=0.1 J
考點(diǎn):牛頓第二定律及能量守恒定律;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

質(zhì)量為m的物體在合力F的作用下獲得大小為a的加速度。現(xiàn)在要使物體獲得大小為3a的加速度:若保持它的質(zhì)量不變,則應(yīng)使合力變?yōu)開______F;若保持合力不變,則應(yīng)使它的質(zhì)量變?yōu)開______m。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,光滑水平面上A、B兩點(diǎn)間距離為x,其左端B處與一個(gè)半徑為R的豎直光滑半圓軌道平滑連接.質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球靜止在A處,用水平恒力將小推球到B處后撤去推力,小物塊沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到C處并恰好下落到A處.重力加速度為g.

(1)求水平恒力對小物塊做的功.
(2)要使水平恒力對小物塊做功最少,x應(yīng)取何值?最小功為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(16分)A、B是在真空中水平正對的兩塊金屬板,板長L=40cm,板間距d=24cm,在B板左側(cè)邊緣有一粒子源,能連續(xù)均勻發(fā)射帶負(fù)電的粒子,粒子緊貼B板水平向右射入,如圖甲所示,帶電粒子的比荷為=1.0×108C/kg,初速度v0=2×105m/s(粒子重力不計(jì)),在A、B兩板間加上如圖乙所示的電壓,電壓的周期T=2.0×10-6s,t=0時(shí)刻A板電勢高于B板電勢,兩板間電場可視為勻強(qiáng)電場,電勢差U0=360V,A、B板右側(cè)相距s=2cm處有一邊界MN,在邊界右側(cè)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T,磁場中放置一“>”型熒光板,位置如圖所示,板與水平方向夾角θ=37°,不考慮粒子之間相互作用及粒子二次進(jìn)入磁場的可能,求:
 
⑴帶電粒子在AB間偏轉(zhuǎn)的最大側(cè)向位移ymax;
⑵帶電粒子從電場中射出到MN邊界上的寬度Δy;
⑶經(jīng)過足夠長時(shí)間后,射到熒光板上的粒子數(shù)占進(jìn)入磁場粒子總數(shù)的百分比k。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示(俯視圖),相距為2L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌的一部分處在以為右邊界的勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)大小為B,方向垂直導(dǎo)軌平面向下,導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在距邊界為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab。求解以下問題:

(1)若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初始位置,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時(shí)間t內(nèi)由B均勻減小到0,求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
(2)若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,金屬桿ab在恒力的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)3L的距離,其圖象如圖乙所示。
求:①金屬桿ab在剛要離開磁場時(shí)加速度的大;
②此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,一個(gè)人用與水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一個(gè)重G=200N的箱子勻速前進(jìn),箱子與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.40(g=10m/s).求

推力F的大。
(2)若人不改變推力F的大小,只把力的方向變?yōu)樗饺ネ七@個(gè)靜止的箱子,推力作用時(shí)間t=3.0s后撤去,箱子最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)多長距離?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖,一個(gè)質(zhì)量為M的人,站在臺(tái)秤上,手拿繩子一端,繩子另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球,線長為R,讓小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),且擺球恰能通過圓軌道最高點(diǎn),不計(jì)小球所受空氣阻力。求小球作圓周運(yùn)動(dòng)過程中,臺(tái)秤示數(shù)的變化范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量均為m的物體B、C分別與輕質(zhì)彈簧的兩端相栓接,將它們放在傾角為θ的足夠長的光滑斜面上,靜止時(shí)彈簧的形變量為x0。斜面底端有固定擋板D,物體C靠在擋板D上。將質(zhì)量也為m的物體A從斜面上的某點(diǎn)卣靜止釋放,A與B相碰。已知重力加速度為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),不計(jì)空氣阻力。

(1)若A與B相碰后粘連在一起做簡諧運(yùn)動(dòng),求AB通過平衡位置時(shí)彈簧的形變量;
(2)在(1)問中,當(dāng)AB第一次振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),C對擋板D的壓力恰好為零,求振動(dòng)過程C 對擋板D的壓力最大值:
(3)若將A從距離B為9x0。的位置由靜止釋放,A與B相碰后不粘連,但仍立即一起運(yùn)動(dòng),且當(dāng)B第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),C對擋板D的壓力也恰好為零。已知A與B相碰后,A、B系統(tǒng)動(dòng)能損失一半,求A與B相碰后彈簧第一次恢復(fù)到原長時(shí)B的速度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

某興趣小組對遙控車的性能進(jìn)行研究。他們讓小車在平直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來并得到v-t圖象,如圖所示,除2s-10s內(nèi)的圖線為曲線外,其余均為直線,已知小車運(yùn)動(dòng)的過程中,2s—14s內(nèi)小車的功率保持不變,在第14s末關(guān)閉動(dòng)力讓小車自由滑行,已知小車的質(zhì)量為1kg,可認(rèn)為在整個(gè)過程中小車所受到的阻力大小不變。求:

(1)小車勻速行駛階段的功率;
(2)小車在第2-10s內(nèi)位移的大小。

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