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【题目】如图,一对表面粗糙的平行金属导轨固定在水平地面上,轨道与地面绝缘,轨道顶端连接有一定值电阻R,在区域内有垂直轨道平面向里的匀强磁场,一水平金属杆CD通过两金属环套在轨道上,现使金属杆CD以某一初速度竖直向上运动,穿过磁场区域后继续上升到最高位置,然后落回地面,此后不再运动,已知金属杆CD与轨道间的摩擦力大小恒为其重力的倍,金属杆CD向上运动经过位置时的速度之比为2:1,间的距离是间的距离的n倍,金属杆CD向下运动刚进入磁场区域就座匀速运动,重力加速度为g,金属导轨与金属杆CD的电阻都忽略不计,求:

1金属杆CD向上、向下两次经过位置时的速度之比;

2金属杆CD向上运动经过刚进入磁场时的加速度大小;

3金属杆CD向上,向下两次经过磁场区域的过程中定值电阻R上产生的焦耳热之比。

【答案】123

【解析】

试题分析:1设杆的质量为m间的距离为h上升过程中的加速度大小为

下降过程中的加速度大小为

2设杆的长度为,,杆上下运动经过时的速度为切割产生的电动势

回路中的电流

杆受到的安培力大小为,方向竖直向下

杆向上运动经过刚进入磁场时由牛顿第二定律可得

解得

由题意,杆下落进入磁场做匀速运动的速度为

切割产生的电动势

此时回路中的电流

杆受到的安培力大小为

这一过程中杆受力平衡,即

可得

因为可得

代入可得

3间的距离为d杆向上穿过磁场的过程中由动能定理

杆过后继续上升了nd这一过程由动能定理

杆下落过程中,

由功能关系有

练习册系列答案
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【题目】随着我国高速公路的发展,越来越多的人选择开车出行,这也造成了高速路的拥堵,为此开发了电子不停车收费系统ETC,汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示,假设汽车以=72km/h的速度沿直线朝着收费站正常行驶,如果过ETC通道,需要在汽车运动到通道口时速度恰好减为零=4m/s,然后匀速通过总长度为d=16m的通道,接着再匀加速至后正常行驶;如果人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过=20s的时间缴费成功后,再启动汽车匀加速至后正常行驶,设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为,求

1汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中中的位移x;

2汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间

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【题目】如图所示,AB、AC两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内,AB与水平面的夹角为30°,两细杆上分别套有带孔的a、b两小球,在细线作用下处于静止状态,细线恰好水平,某时刻剪断细线,在两球下滑到底端的过程中,下列结论正确的是

Aa、b两球到底端时的速度相同

Ba、b两球重力做功相同

C小球a受到的弹力小于小球b受到的弹力

D小球a下滑的时间大于小球b下滑的时间

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【题目】一质量为m的小球以初动能从地面竖直向上抛出,已知上升过程中受到阻力作用,图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系,以地面为零势能面,表示上升的最大高度,图中坐标数据中的k值为常数且满足则由图可知,写下来结论正确的是

A①表示的是动能随上升高度的图像,②表示的是重力势能随上升高度的图像

B上升过程中阻力大小恒定且

C上升高度时,重力势能和动能相等

D上升高度时,动能与重力势能之差为

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A绳子对A的张力一直减小

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C斜面体对地面的压力减小

D物体B受到的摩擦力一定沿斜面向上

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