【题目】如图所示,间距为L电阻不计的足够长双斜面型平行导轨,左导轨光滑,右导轨粗糙,左右导轨分别于水平面成α、β角,分别有垂直于导轨斜面向上的磁感应强度为B1 , B2的匀速磁场,两处的磁场互不影响,质量均为m,电阻均为r的导体棒ab,cd与两平行导轨垂直放置且接触良好,ab棒由静止释放,cd棒始终静止不动,求:
(1)ab棒速度大小为v时通过cd的电流大小和cd棒受到的摩擦力大小;
(2)ab棒匀速运动时速度大小及此时cd棒消耗的电功率.
【答案】
(1)解:当导体棒ab的速度为v时,其切割磁感线产生的感应电动势大小为:
E=B1Lv…①
导体棒ab、cd串联,由全电路欧姆定律有:
I= …②
联立①②式解得流过导体棒cd的电流大小为:
I= …③
导体棒cd所受安培力为:F2=B2IL…④
若mgsinβ>F2,则摩擦力大小为:
f1=mgsinβ﹣F2=mgsinβ﹣ …⑤
若mgsinβ≤F2,则摩擦力大小为:
f2=F2﹣mgsinβ= ﹣mgsinβ…⑥
答: ab棒速度大小为v时通过cd的电流大小为 ,cd棒受到的摩擦力大小为mgsinβ﹣ 或 ﹣mgsinβ;(2)ab棒匀速运动时速度大小及此时cd棒消耗的电功率.
(2)设导体棒ab匀速运动时速度为v0,此时导体棒ab产生的感应电动势为:
E0=B1Lv0…⑦
流过导体棒ab的电流大小为:
I0= …⑧
导体棒ab所受安培力为:F1=B1I0L…⑨
导体棒ab匀速运动,满足:mgsinα﹣F1=0…⑩
联立⑦⑧⑨⑩式解得:v0=
此时cd棒消耗的电功率为:P= r=
答: ab棒匀速运动时速度大小为 ,此时cd棒消耗的电功率为 .
【解析】(1)先根据右手定,则求出感应电动势的大小,再结合闭合电路欧姆定律以及安培力公式联立求解。
(2)导体棒做匀速直线运动时,根据平衡方程及安培力公式 联立求解即可。
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【题目】如图所示,在水平地面上有一个长L=3.0m,高h=0.8m的长方体木箱,其质量为M=1kg,与地面间的动摩擦因数μ0=0.3,在它的上表面的右端放有一质量为m=4kg的小铁块,开始时它们均静止,现对木箱施加一水平向右的恒力F=21N,重力加速度g=10m/s2,则
(1)若铁块与木箱间光滑,那么,经过多长时间铁块将从木箱上滑落?
(2)若铁块与木箱间的动摩擦因数μ=0.1,那么,铁块落地时与木箱左端的水平距离是多少?(保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10m/s2 . 求:
(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?
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【题目】有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图像如图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。根据图象做出的以下判断中正确的是
A. 物体A和B均做匀变速直线运动
B. 在0~3s的时间内,物体A、B 的间距逐渐增大
C. t=3s时,物体C、D的速度相同
D. 在0~3s的时间内,物体C 与D 的间距逐渐减小
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【题目】一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有( )
A.适当增大电流,方向不变
B.适当减小电流,并使它反向
C.电流大小、方向不变,适当增强磁场
D.使原电流反向,并适当减弱磁场
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【题目】高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受,大大方便了人们的工作与生活.高铁每列车组由七节车厢组成,除第四节车厢为无动力车厢外,其余六节车厢均具有动力系统,设每节车厢的质量均为m,各动力车厢产生的动力相同,经测试,该列车启动时能在时间t内将速度提高到v,已知运动阻力是车重的k倍.求:
(1)列车在启动过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;
(2)列车在匀速行驶时,第六节车厢失去了动力,若仍要保持列车的匀速运动状态,则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大?
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【题目】(1)图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
①实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是______.
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
②实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是______.
A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40g
B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(2)如图2是研究匀变速直线运动实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz,则打点计时器打C点时小车的速度为 vC=________m/s,小车的加速度a=________m/s2.(结果均保留2位有效数字)
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【题目】如图所示,小物块以初速度v0从O点沿斜面向上运动,同时从O点斜向上抛出一个速度大小也为v0的小球,物块和小球在斜面上的P点相遇.已知物块和小球质量相等,空气阻力忽略不计,则( )
A.斜面可能是光滑的
B.在P点时,小球的动能大于物块的动能
C.小球运动到最高点时离斜面最远
D.小球和物块到达P点过程中克服重力做功的平均功率相等
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【题目】观察水龙头,在水龙头出水口出水的流量(在单位时间内通过任一横截面的水的体积)稳定时,发现自来水水流不太大时,从龙头中连续流出的水会形成一水柱,现测得高为H的水柱上端面积为S1,下端面积为S2,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 水柱是上粗下细 B. 水柱是上细下粗
C. 该水龙头的流量是 D. 该水龙头的流量是
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