【題目】如圖所示,水平放置的兩條平行金屬導軌相距 L=lm,處在豎直向下的 B=0.5T 勻強磁場中,金屬棒 MN 置于平導軌上金屬棒與導軌垂直且接觸良好,MN 的質(zhì)量為 m=0.2kg, MN 的電阻為 r=1.0Ω,與水平導軌間的動摩擦因數(shù) μ=0.5,外接 電阻 R=1.5Ω。 t=0 刻起,MN 棒在水平外力 F 的作用下由靜止開始以 a=2m/s2 的加速度向右做勻 加速直線運動。不計導軌的電阻水平導軌足夠長, g=10m / s2

(1)t=5s ,外接電阻 R 消耗的電功率

(2)t=0~2.0s 時間內(nèi)通過金屬棒 MN 的電荷量;

(3)規(guī)定圖示 F 方向作為力的正方向,求出 F 隨時間 t 變化的函數(shù)關系;

(4)若改變水平外力 F 的作用規(guī)律,使 MN 棒的運動速度 v 與位移 x 滿足關系:V=0.5x ,求 MN 棒從靜止開始到 x=6m 的過程中,水平外力 F 所做的功。

【答案】(1)6W(2)0.8C(3)Ft=(1.4+0.2t)N(4)7.8J.

【解析】(1)根據(jù)勻變速直線運動速度與時間的關系

導體棒在t=5s時的瞬時速度為:

所以此時由于導體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢

由閉合電路歐姆定律得回路的電流為:=2A

所以在t=5s時,外接電阻R消耗的電功率為:

(2)t=02.0s 時間內(nèi),回路磁通量的變化量為:

由運動學公式可知,導體棒前進的距離為:=4m

導體棒和回路圍成的面積變化量為:

t=02.0s 時間內(nèi),流過金屬棒的電量:=0.8C

(3)以導體棒為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得:

其中

根據(jù)閉合電路歐姆定律得:

由根據(jù)速度和時間的關系:

聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得: N;

(4)、導體棒做變加速直線運動,在x=6m處,導體棒得速度為=3m/s

因為速度v和位移x成正比,所以電流I、安培力與位移x成正比

故安培力做功=0.9J

該過程中摩擦力做功=6J

根據(jù)動能定理:

=7.8J

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,設車廂長為L,質(zhì)量為M,靜止在光滑水平面上,車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體,以速度v0向右運動,與車廂壁來回碰撞幾次后(碰撞過程無能量損耗),相對于車廂靜止,下列說法正確的是

A. 這時車廂的速度為v0,水平向右

B. 這時車廂的速度為,水平向右

C. 摩擦產(chǎn)生的熱量

D. 物體相對于車廂的路程一定為L

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A. 啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反

B. 做勻加速運動時,第5、6節(jié)與第67節(jié)車廂間的作用力之比為3:2

C. 進站時從關閉發(fā)動機到停下來滑行的距離與關閉發(fā)動機時的速度成正比

D. 與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為1:2

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【題目】某同學用半圓形玻璃磚測定玻璃的折射率如圖甲中實線所示。在固定好的白紙上作出直角坐標系xOy,實驗時將半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊Ox軸重合,且圓心恰好位于O點,實驗正確操作后,移去玻璃磚,作連線,用圓規(guī)以O點為圓心畫一個圓如圖中虛線所示,此圓與AO線交點為B,與連線的交點為測出B點到x、y軸的距離分別為,C點到x、y軸的距離分別為、

根據(jù)測出的B、C兩點到兩坐標軸的距離,可知此玻璃折射率測量值的表達式______;

若實驗中該同學在的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無法透過玻璃磚看到、的像,其原因最可能是______。

該同學又用平行玻璃磚做實驗如圖乙所示。他在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面后,不小心碰了玻璃磚使它向方向平移了少許,如圖所示。則他測出的折射率將______偏大”“偏小不變。

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【題目】游樂園中的水上滑梯可簡化成如圖所示的模型:傾角為θ=370斜滑道AB和水平滑道BC平滑連接,起點A距水面的高度H=7.0m,BCd=2.0m,端點C距水面的高度h=1.0m,質(zhì)量m=50kg的運動員從滑道起點A無初速地自由滑下,運動員與ABBC間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1(取重力加速度g=10m/s2,cos370=0.8,sin370=0.6,運動員在運動過程中可視為質(zhì)點):

(1)運動員從起點A下滑到B的過程中,重力勢能減少量EP;

(2)運動員從起點A下滑到端點C的過程中,摩擦力所做的功Wf;

(3)運動員到達水面時速度的大小v.

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B該過程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為mv

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1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù);

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