(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磁場區(qū)域MNPQ,磁感應強度B的大小為5T,磁場寬度d=0.55m,有一邊長L=0.4m、質量m1=0.6kg、電阻R=2Ω的正方形均勻導體線框abcd通過一輕質細線跨過光滑的定滑輪與一質量為m2=0.4kg的物體相連,物體與水平面間的動摩擦因數(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還未進入磁場的運動過程中,細線中的拉力為多少?

(2)當ab邊剛進入磁場時,線框恰好做勻速直線運動,求線框剛釋放時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,速度大小為2m/s,求整個過程中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運動過程中,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)線框進入磁場恰好做勻速直線運動,以整體法有

m1gsin θ-μm2g-=0

v=1 m/s

ab到MN前線框做勻加速運動,有

v2=2axx=0.25 m

(3)線框從開始運動到cd邊恰離開磁場邊界PQ時:

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:牛頓第二定律及能量守恒定律;

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省成都市高三第三次診斷性考試物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示,傾角分別為37°和53°的兩足夠長絕緣斜面上端以光滑小圓弧平滑對接,左側斜面光滑,斜面某處存在著矩形勻強磁場區(qū)域MNQP,磁場方向垂直于斜面向上,MN平行于斜面底邊,。ab與PQ相距0.5m。一不可伸長的絕緣細輕繩跨過斜面頂端,一端連接著可視為質點的帶正電薄板,一端連接在單匝正方形金屬線框abcd的ab邊中點,ab //MN,細繩平行于斜面?zhèn)冗,線框與薄板均靜止在斜面上,ab與PQ相距0.5m。已知薄板電荷量q=1×10–4 C,薄板與線框的質量均為m=0.5kg,薄板與右側斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,線框電阻R=1Ω,線框邊長0.5m。(g=10 m/s2,sin37°=0.6,斜面固定,不計繩與斜面的摩擦)

(1)求薄板靜止時受到的摩擦力。

(2)現(xiàn)在右側斜面上方加一場強大小E= 9×103 N/C,方向沿斜面向下的勻強電場,使薄板沿斜面向下運動,線框恰能做勻速運動通過磁場;在線框的cd邊剛好離開磁場時,將電場方向即刻變?yōu)榇怪庇谟覀刃泵嫦蛳拢▓鰪姶笮〔蛔儯框與薄板做減速運動最后停在各自的斜面上。求磁感應強度大小B和cd邊最終與MN的距離x。

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省成都市高三第三次診斷性考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

圖甲所示的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3:1,圖乙是該變壓器cd輸入端交變電壓u的圖像,L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為9 V,6 W的相同燈泡,各電表均為理想交流電表以下說法正確的是

A.ab輸入端電壓的瞬時值表達式為πt( V)

B.電流表的示數(shù)為2A,且四只燈泡均能正常發(fā)光

C.流過燈L2的電流每秒鐘方向改變50次

D.ab輸人端輸人功率Pab=18 W

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省高三零診模擬物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,長均為d的兩正對平行金屬板MN、PQ水平放置,板間距離為2d,板間有正交的勻強電場和勻強磁場,一帶電粒子從MP的中點O垂直于電場和磁場方向以v0射入,恰沿直線從NQ的中點A射出;若撤去電場,則粒子從M點射出(粒子重力不計).以下說法正確的是(  )

A.該粒子帶正電

B.該粒子帶正電、負電均可

C.若撤去磁場,則粒子射出時的速度大小為2v0

D.若撤去磁場,則粒子射出時的速度大小為

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省高三零診模擬物理試卷(解析版) 題型:選擇題

一列沿x正方向傳播的簡諧波t=0時刻的波形如圖所示,t=0.2s時C點開始振動,則(  )

A.t=0.15s時,質點B的加速度方向沿y軸負方向

B.t=0.3s時,質點B將到達質點C的位置

C.t=0到t=0.6s時間內,B質點的平均速度大小為10m/s

D.t=0.15s時,質點A的速度方向沿y軸正方向

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省廣元市高第三次高考適應性統(tǒng)考理科綜合物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖甲所示,空間存在一范圍足夠大的垂直于xOy平面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B,讓質量為m、電量為q(q>0)的粒子從坐標原點O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場中。不計粒子重力和粒子間的影響。

(1)若粒子以初速度v1沿y軸正向入射,恰好能經(jīng)過x軸上的A(a,0)點,求v1的大;

(2)已知某一粒子的初速度大小為v(v>v1),為使該粒子仍能經(jīng)過A(a,0)點,其入射角θ(粒子初速度與x軸正向的夾角)有幾個,并求出對應的sinθ值;

(3)如圖乙所示,若在此空間再加入沿y軸正向、大小為E的勻強電場,一粒子從O點以初速v0沿y軸正向發(fā)射。研究表明:該粒子將在xOy平面內做周期性運動,且在任一時刻,粒子速度的x分量vx與其所在位置的y坐標成正比,比例系數(shù)與場強大小E無關。求該粒子運動過程中的最大速度值vm

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年吉林省吉林市高三第三次模擬考試理綜物理試卷(解析版) 題型:選擇題

一質量為2kg的物體,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做勻速運動,當運動一段時間后,拉力逐漸減小,且當拉力減小到零時,物體剛好停止運動,圖中給出了拉力隨位移變化的關系圖象。已知重力加速度。根據(jù)以上信息能精確得出或估算得出的物理量有

A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)

B.合外力對物體所做的功

C.物體勻速運動時的速度

D.物體運動的時間

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

按照相對論的觀點,下列說法正確的是(  )
A.揭示了質量和速度的關系,其運動質量總要大于靜止質量
B.揭示了質量和能量的相互關系,說明質量變成了能量
C.若火箭對地速度為,火箭“追趕”光飛行時在火箭上的觀察者測出的光速為
D.若火箭對地速度為,火箭“迎著”光飛行時在火箭上的觀察者測出的光速為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列敘述正確的是( 。
A.開普勒分析了第谷觀察天體積累的資料發(fā)現(xiàn)了行星運動定律
B.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律并測出地球質量
C.經(jīng)典力學適用于宏觀、高速、弱引力
D.相對論和量子力學適用于微觀、低速、強引力

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