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【题目】某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置,如图所示.竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨,间距为L.导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B.绝缘火箭支撑在导轨间,总质量为m,其中燃料质量为m′,燃料室中的金属棒EF电阻为R,并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触.引燃火箭下方的推进剂,迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动,当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS,用时Δt,此过程激励出强电流,产生电磁推力加速火箭.在Δt时间内,电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体,当燃烧室下方的可控喷气孔打开后,喷出燃气进一步加速火箭.

(1)求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量,并判断金属棒EF中的感应电流方向;

(2)经Δt时间火箭恰好脱离导轨,求火箭脱离时的速度v0;(不计空气阻力)

(3)火箭脱离导轨时,喷气孔打开,在极短的时间内喷射出质量为m′的燃气,喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u,求喷气后火箭增加的速度Δv。(提示:可选喷气前的火箭为参考系)

【答案】(1)   金属棒中电流方向为E→F (2) -gΔt (3)

【解析】(1)根据电磁感应定律有:
电荷量 ,根据楞次定律可知,电流方向为E→F;
(2)平均感应电流 ,平均安培力
设竖直向上为正,根据动量定理得:(mg)△tmv0
解得:

(3)以火箭为参考系,设竖直向上为正,根据动量守恒定律得:
-m′u+(m-m′)△v=0
解得:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】关于质点的位移和路程的下列说法中正确的是(

A. 位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向

B. 路程是标量,即位移的大小

C. 质点沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小

D. 物体通过的路程不等,位移可能相同

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【题目】首先发现电流产生磁场的科学家是(

A. B. 阿基米德 C. 奥斯特 D.

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【题目】A、B两球沿一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移时间图象.a、b分别为A、B两球碰前的位移图象,C为碰撞后两球共同运动的位移图象,若A球质量是m=2kg,则由图象判断下列结论正确的是()

A. A、B碰撞前的总动量为3kgm/s B. 碰撞时A对B所施冲量为﹣4Ns

C. 碰撞前后A的动量变化为4kgm/s D. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J

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【题目】如图甲所示,物块AB的质量分别是mA4.0 kgmB3.0 kg.用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块Ct0时以一定速度向右运动,在t4 s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块Cvt图像如图乙所示.求:

(1)物块C的质量m

(2)墙壁对物块B4 s12 s的时间内的冲量I的大小和方向;

(3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep.

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【题目】如图所示,物体受到沿斜面向下的拉力F作用静止在粗糙斜面上,斜面静止在水平地面上,则下列说法正确的是(  )

A. 斜面对物体的作用力的方向竖直向上

B. 斜面对物体可能没有摩擦力

C. 撤去拉力F后物体仍能静止

D. 水平地面对斜面没有摩擦力

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【题目】如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是 ( )

A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅱ表示月球上单摆的共振曲线

B. 若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则两次摆长之比l1l 2 =4∶25

C. 图线Ⅱ若是在地球上完成的,则该摆摆长约为1 m

D. 若摆长均为1 m,则图线Ⅰ是在地球表面上完成的

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【题目】下列说法中正确的是(  )

A. 气体放出热量,其分子的平均动能可能增大

B. 某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积V0,则阿伏加德罗常数可表示为N A

C. 当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D. 第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律

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【题目】在机器人大赛中,某机器人在平面内由点(00)出发,沿直线运动到点(31),然后又由点(31)沿直线运动到点(14),然后又由点(14)沿直线运动到点(55),最后又由点(55)沿直线运动到点(22),平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1m.整个过程中机器人所用时间是,则(  )

A. 机器人的运动轨迹是一条直线

B. 机器人不会两次通过同一点

C. 整个过程中机器人的位移大小为

D. 整个过程中机器人的位移与由点(55)运动到点(22)的位移方向相反

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