題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,在同一水平面內有相互平行的兩條滑軌MN和PQ相距0.5m,垂直于滑軌平面豎直向上的勻強磁場的磁感強度B=1T,垂直于滑軌放置的金屬棒ab和cd的質量分別為1 kg和2kg,每根金屬棒的電阻均為1,其它電阻不計,ab、cd與滑軌間的動摩擦因數=0.5,問:
(1)當作用在cd上的拉力F的功率為多少時,才能使ab棒以=10m/s的速度做勻速直線運動?
(2)若令棒cd突然停止運動后,ab棒繼續(xù)運動直到停止的過程中(ab與cd的距離足夠大,使得ab與cd不會相碰),通過其橫截面的電量為1.9C,則在此過程中兩根金屬棒共消耗的電能是多少?
如圖所示,在相距L=0.5 m的兩條水平放置的足夠長光滑平行金屬導軌,不計電阻,廣闊的勻強磁場垂直向上穿過導軌平面,磁感應強度B=1 T,垂直導軌放置兩金屬棒ab和cd,電阻r均為1 Ω,質量m都是0.1 kg,兩金屬棒與金屬導軌接觸良好.從0時刻起,用一水平向右的拉力F的以恒定功率P=2 W作用在ab棒上,使ab棒從靜止開始運動,經過一段時間后,回路達到穩(wěn)定狀態(tài).求:
(1)若將cd固定不動,達到穩(wěn)定時回路abcd中的電流方向如何?此時ab棒穩(wěn)定速度為多大?
(2)當t=2.2 s時ab棒已達到穩(wěn)定速度,求此過程中cd棒產生的熱量Q?
(3)若讓cd棒也能在軌道上自由滑動,并將拉力改成恒力F0,發(fā)現t0時刻后回路剛好達到穩(wěn)定,請在下圖中定性畫出ab、cd兩棒的速度-時間圖象.
如圖所示,在同一水平面內有相互平行的兩條滑軌MN和PQ相距1.0m,垂直于滑軌平面豎直向上的勻強磁場的磁感強度B=1T,垂直于滑軌放置的金屬棒ab和cd的質量均為1kg,電阻均為1(其它電阻不計),與滑軌間的動摩擦因數均=0.5,先固定cd棒,問:
(1)當向左作用在ab上的拉力F的功率為多少時,才能使ab棒以=10m/s的速度做勻速直線運動?
(2)若撤去外力,則在ab棒繼續(xù)運動直到停止的過程中,設通過其橫截面的電量為1.9C,則在此過程中ab棒消耗的電能是多少?
(3)若本題中棒cd也不固定,設其它情形和已知數據均不改變,則請判斷(1)中拉力的功率是變大還是變。
如圖所示,在同一水平面內有相互平行的兩條滑軌MN和PQ相距1.0m,垂直于滑軌平面豎直向上的勻強磁場的磁感強度B=1T,垂直于滑軌放置的金屬棒ab和cd的質量均為1kg,電阻均為1(其它電阻不計),與滑軌間的動摩擦因數均=0.5,先固定cd棒,問:
(1)當向左作用在ab上的拉力F的功率為多少時,才能使ab棒以=10m/s的速度做勻速直線運動?
(2)若撤去外力,則在ab棒繼續(xù)運動直到停止的過程中,設通過其橫截面的電量為1.9C,則在此過程中ab棒消耗的電能是多少?
(3)若本題中棒cd也不固定,設其它情形和已知數據均不改變,則請判斷(1)中拉力的功率是變大還是變?
一、1、BD 2、A 3、C 4、C 5、C 6、B 7、AC8、BC
二、實驗題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。
9、(6分)
10、(12分)(1)R3. R2. E. (4 分,少一個扣1 分)
(2)13.3Ω. (4 分)
(3)滑動變阻器斷路; R2斷路或R3短路. (4 分,少一種情況扣1 分)
三、本大題共三小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題.答案中必須明確寫出數值和單位
11、(16分)(1)提升夯錘的過程中需做功
J……………①(2分)
則卷揚機的輸入功率為W………(2分)
由于是單相交流電,則
A……………③(2分)
或者用 解 ,則更簡單
(2)依靠自重樁料可下沉
m ……………④(2分)
夯在打擊前的速度為……………⑤(1分)
打擊后的共同速度為,……………⑥(2分)
下沖過程的阻力是隨距離均勻變化的力,可用平均力求做功,下沖過程用動能定理
……………⑦(3分)
∴,
則第一夯打擊后樁料深入泥土的深度為1.65m ……………⑥(2分)
12、(18分)⑴小球受力如圖所示 qE=mgcotα…(2分) E=mg/q……………………………(2分)
⑵設小球在D點速度為vD,在水平方向由牛頓第二定律得:
qE=max………………(1分) ………………………………………………(2分)
小球在D點離開水平面的條件是: qvDB=mg……………………………………………(2分)
得:d=…………………………………………………………………………………(2分)
⑶當速度方向與電場力和重力合力方向垂直
時,速度最大,……………………(2分)
則:……(2分)
R = kh ………………………………(1分)
…………………(3分)
13、(20分)(1)ab棒做勻速直線運動,說明它受到的安培力與滑動摩擦力是一對平衡力,故有 := 所以:(4分)
即:(3分)
(3分)
當ab棒勻速運動時,說明它所受到的安培力不變,也就是回路的感應電動勢不變,此時cd棒也在做勻速運動,它受到的外力等于它受到的安培力和滑動摩擦力之和,由于ab棒和cd棒中的電流相同,長度相同,在同一磁場中,它們受到的安培力大小相等,方向相反,
所以:
作用在cd上的拉力F的功率為P,(2分)
(2)當cd棒突然停止運動,而ab棒做切割磁感線的運動,所產生的感應電流在磁場中受到安培力(方向與剛才相反)和滑動摩擦力的共同作用使ab棒做減速運動,直到停止,此過程是一個加速度減小的減速運動,令△S是ab棒運動時掃過的面積,是與此面積相對應ab棒滑動的距離.
則:
所以: (4分)
此過程中克服摩擦力的功為 :
由能量守恒可知兩金屬棒上消耗的電能共為:
(4分)
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