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【题目】如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L0.5 m,电阻可忽略不计,其所在平面与水平面成θ37°。有一磁感应强度B0.8 T的匀强磁场,方向垂直于导体框平面。一根质量m0.4 kg、电阻R1 Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,某时刻起将导体棒由静止释放。已知导体棒与框架间的动摩擦因数μ0.5.(sin 37°0.6cos 37°0.8g10 m/s2)

:

(1)导体棒刚开始下滑时的加速度大小;

(2)导体棒运动过程中的最大速度;

(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中,通过导体棒横截面的电荷量Q4 C,求导体棒在此过程中消耗的电能。

【答案】(1)2m/s2;(5)5m/s;(3)3J

【解析】

(1)导体棒刚开始下滑时,其受力情况如图甲,根据牛顿第二定律有:

mgsinθμmgcosθma

解得a2m/s2

(2)当导体棒匀速下滑时具有最大速度v,其受力情况如图乙,则在平行斜面方向上有:

mgsinθμmgcosθF0

安培力:FBIL

回路中电流:

MN棒中产生的电动势E=BLv

由以上各式得:

代入数值得v=5m/s

(3)通过导体棒横截面的电荷量:

设导体棒下滑速度刚好为v时的位移为x,则ΔΦBxL

全程对棒由动能定理:(12)

其中W安为克服安培力做的功。

由功能关系,克服安培力做的功等于导体棒在此过程中消耗的电能,即

QR=W=3J(13)

练习册系列答案
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【题目】如图所示,质量为M=1 kg的木板静止在光滑水平面上,一个质量为m=3 kg滑块以初速度v0=2 m/s从木板的左端向右滑上木板,滑块始终未离开木板。则下面说法正确是

A. 滑块和木板的加速度之比是13

B. 整个过程中因摩擦产生的热量是1.5 J

C. 可以求出木板的最小长度是1.5 m

D. 从开始到滑块与木板相对静止这段时间内,滑块与木板的位移之比是73

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(1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q的弹力大小FN

(2)β=53°时,物体Q刚好不从边穿出磁场,求区域efgh内所加磁场的磁感应强度大小B1

(3)当区域efgh内所加磁场的磁感应强度为B2=2T时,要让物体Qgh边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t及对应的β值。

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【题目】在中美贸易战中,中兴的遭遇告诉我们,要重视芯片的自主研发工作,而芯片的基础工作在于半导体的工艺。如图所示,在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子PP3,经电压为U的电场加速后,垂直进入方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域,其中离子P在磁场中转过θ30°后从磁场右边界射出。已知PP3的质量均为m,而电量分别为e3e(e表示元电荷)

1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;

2)求P3在磁场中转过的角度

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【题目】如图,倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平面上,斜面长L=0.75m,质量m=1.0kg的物块从斜面顶端无初速度释放,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g10m/s2则(

A. 物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为18W

B. 物块滑到斜面底端时的动能为1.5J

C. 物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为24W

D. 物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为7.5J

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【题目】一质点沿直线Ox方向做减速直线运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=6t-2t3(m),它的速度v随时间t变化的关系为v=6-6t2(m/s),则该质点在t=2 s时的瞬时速度和t=0t=2 s间的平均速度、平均速率分别为(  )

A. -18 m/s、-2 m/s、6 m/s

B. -18 m/s、-2 m/s、2 m/s

C. -2 m/s、-2 m/s、-18 m/s

D. -18 m/s、6 m/s、6 m/s

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【题目】如图所示,一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中,活塞与容器壁无摩擦。当温度为T1时,气体压强为P1,体积为V1

1)若温度升高到T2,气体压强变为P2,气体的体积变为V2,则P2______P1V2_______V1(填);

2)若在活塞上放置一定质量的重物,稳定后气体的压强变为P3,温度变为T3,则P3 _______P1T3 ______T1(填)。

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时刻

t0

t1

t2

t3

体重计示数/kg

45.0

50.0

40.0

45.0

A. t1t2时刻该同学的质量相等,但所受的重力不等

B. t1t2时刻电梯的加速度大小相等,方向一定相反

C. t1t2时刻电梯的加速度大小相等,运动方向一定相反

D. t3时刻电梯的速度方向向上

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