【題目】如圖所示,足夠長的平行光滑U形導軌傾斜放置,其所在平面傾角370,導軌間的距離L=1.0 m,下端連接的電阻,導軌電阻不計,所在空間均存在磁感強度B=1.0 T、方向垂直于導軌平面的勻強磁場。質量m=0.5 kg、電阻的金屬棒ab垂直置于導軌上,現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒、大小F=2.0 N的恒力,使金屬棒ab從靜止起沿導軌向下滑行,當金屬棒滑行9.0m后速度保持不變。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)

(1)金屬棒勻速運動時的速度大小vm;

(2)當金屬棒沿導軌向下滑行的速度時,其加速度的大小a;

(3)金屬棒從靜止到剛開始勻速運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量QR。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析:當金屬棒所受的合力為零時,金屬棒做勻速直線運動,根據(jù)共點力平衡,結合切割產(chǎn)生的感應電動勢公式、閉合電路歐姆定律、安培力的大小公式求出勻速運動的速度;根據(jù)牛頓第二定律求出加速度;根據(jù)能量守恒定律求出金屬棒從靜止到剛開始勻速運動的過程中整個回路產(chǎn)生的熱量,從而得出電阻R上的產(chǎn)生的熱量。

(1)金屬棒勻速運動時產(chǎn)生的感應電動勢為:

感應電流為:

由平衡條件有:

代入數(shù)據(jù)解得

(2)此時金屬棒受到的安培力:

由牛頓第二定律有:

解得:

(3)設整個電路產(chǎn)生的熱量為Q,由能量守恒定律有:

電阻R上產(chǎn)生的熱量:

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【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點火,使其沿橢圓軌道2運行,最后再次點火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3,軌道1、2相切于Q點,軌道23相切于P點,如圖所示,則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時,以下說法正確的( )

A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率

B. 衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點的速率小于在軌道2上經(jīng)過P點的速率

C. 衛(wèi)星在軌道2上運動的周期大于它在軌道3上運動的周期

D. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的向心加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的向心加速度

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A. R=1.5Ω時,R上獲得電功率最大

B. R=1.0Ω時,R上獲得電功率最大

C. R的滑片從左向右滑動時,電源的輸出功率先增大后減小

D. R的滑片從左向右滑動時,電源的輸出功率一直增大

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【題目】如圖所示,一電荷量為q的帶電粒子,以速度v垂直射入磁感應強度為B、寬度為d的有界勻強磁場中,射出磁場時的速度方向與原來粒子的入射方向的夾角θ=60°,求:

(1)帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑r

(2)帶電粒子的電性和質量m;

(3)帶電粒子穿過磁場的時間t

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【題目】如圖所示,用硬質導線做成一個半徑為r的圓環(huán),圓環(huán)的電阻為R,ab為圓環(huán)的一條直徑。在ab的右側有磁場,其磁感應強度B隨時間的變化關系為k>0),磁場方向垂直圓環(huán)平面向外。求:

(1)感應電流的方向;

(2)感應電流的大小;

(3)圖中a、b兩點間的電勢差的大小。

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【題目】某大型娛樂場所開設了一種“過山車+跳水”的連環(huán)刺激娛樂項目,其過程可簡化成如圖所示的模型來研究:若某次游客從斜坡上的點由靜止開始滑下,通過水平軌道接著進入豎直圓軌道,游客恰好能通過豎直圓軌道最高點,再經(jīng)為水平軌道,游客最后從水面上的點落入水中。已知,點與點的高度差為點與點的水平距離為,豎直圓軌道半徑,整個軌道除段以外都是光滑的,其中軌道以微小圓弧相接,不計能量損失。()求:

1)游客恰好能通過豎直圓軌道最高點的速度的大小;

2)游客離開點時的水平速度多大;

3段軌道與游客間的動摩擦因數(shù);

4點與點的高度差

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【題目】設想若能駕駛一輛由火箭作動力的汽車沿赤道行駛,并且相對地球速度可以任意增加,忽略空氣阻力及汽車質量變化。當汽車速度增加到某一值時,汽車也將離開地球表面成為繞地球做圓周運動的航天汽車。對此下列說法正確的是( )(已知地球半徑R約為6400km,g=9.8m/s2

A. 汽車離開地球的瞬間速度大小至少達到7.9km/s

B. 航天汽車飛離地球表面高度越大,繞地球圓周運動時動能越大

C. 航天汽車環(huán)繞地球做圓周運動的最小周期可達到1h

D. 航天汽車上的水銀氣壓計無法正常使用

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(1)電場強度E的大。

(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;;

(3)粒子從進入電場到高開磁場經(jīng)歷的總時間t。

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