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【题目】小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=050 m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=005 Ω的电阻。在导轨间长d=056 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=20 T。质量m=40 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=024 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=08,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量。求

1CD棒进入磁场时速度v的大小;

2CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;

3在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。

【答案】124 m/s 248 N 364 J 2688 J

【解析】

试题分析:1由牛顿定律

进入磁场时的速度

2感应电动势

感应电流

安培力

代入得

3健身者做功

由牛顿定律;

CD棒在磁场区做匀速运动

在磁场中运动时间

焦耳热

练习册系列答案
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A. b星公转的周期为

B. a星公转的线速度大小为

C. ab两颗星的半径之比为

D. ab两颗星的质量之比为

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1用刻度尺和螺旋测微器测量材料的长度L和直径d,测量直径时螺旋测微器示数如图所示,则d=_______mm。

2用电流表A1量程100mA 内阻约5Ω、电流表A2量程50mA 内阻10Ω、电源E电动势20V 内阻不计、开关、滑动变阻器R1A 10Ω和导线若干来测量材料的电阻Rx

①在虚线框内画出实验电路图。

②写出计算电阻率公式ρ=____________用测出的物理量表示

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【题目】(14分)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑。求

(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;

(2)金属棒运动速度的大小。

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【题目】如图所示,在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,杆与水平方向的夹角α=30°,圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长h让圆环沿杆由静止滑下,滑到杆的底端时速度恰为零则在圆环下滑过程中

A.圆环和地球组成的系统机械能守恒

B.当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大

C.弹簧的最大弹性势能为mgh

D.弹簧转过60°角时,圆环的动能为

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(3)在此t=2s时间内金属棒产生的热量是多少?

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