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如图甲所示一质量为M=1kg的小车上固定有一质量为m=0.2kg、高l=0.05m,总电阻为R=100W100匝矩形线圈,一起静止在光滑水平面上.现有一质量为m0的子弹以v0=110m/s的水平速度射入小车中,并随小车线圈一起进入一与线圈平面垂直、磁感应强度B=1.0T的水平匀强磁场中,小车运动过程的v-s图像如图乙所示,求:

 

1)子弹的质量;

 

2)图乙中s=10cm时线圈中的电流;

3)在小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量.

 

答案:见详解
解析:

(1)由动量守恒有m0v0=(m0+M+m)v1

  代入数据求得:m0=0.12kg

  (2)当s=10cm时,v=8m/s =0.4A

  (3)进入磁场前小车、线圈从静止被子弹击中后,以共同速度v1=10m/s进入磁场.减速-匀速-减速,最后以v′=2m/s出磁场.此过程中机械能转化为电阻的发热量

 


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?韶关一模)一有界磁场区域如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感强度为B0.t0=0时刻磁场开始随时间均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,V-t图象如图乙,图中斜向虚线为过0点速度图线的切线,所测数据t1、t2、V2 已由图中给出,不考虑重力影响.
求:(1)磁场磁感强度的变化率. (2)t2时刻后的回路电功率.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?惠州一模)一磁感强度为B0的有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m,电阻为R的矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外.从t1=0时刻磁场的磁感应强度开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,其运动的v-t图象如图乙所示,图中斜向虚线为过0点速度曲线的切线,数据由图中给出.不考虑重力影响:求:
(1)线圈中感应电流的方向
(2)磁场中磁感应强度的变化率
△B△t

(3)t3时刻回路的电功率P.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

A.如图甲所示,质量为m的不带电绝缘小物块B静止在b点,绝缘水平轨道abc与绝缘光滑圆弧轨道cd平滑连接,d为cd轨道的最高点.质量为m、电量为+q的小物块A以初速度v0=
7gl0
自a点开始水平向右运动,到达b点与小物块B发生正碰,碰撞后A、B粘合在一起不再分离.与此同时,在分界面bb'与分界面cc'之间的空间内附加一水平向左的电场,设小物块AB进入电场时为t=0时刻,电场随时间变化的图象如图乙所示,已知场强E=
2mg
q
T0=
2l0
g
,a、b两点距离为l0,电场的宽度为 
l0
4
<L<l0
,d点高度为l0,小物块A、B与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,其余摩擦不计,小物块A、B均视为质点.重力加速度用g表示.求:
(1)小物块A到达b点即将与小物块B碰撞前的速度vA大小.
(2)自小物块A从a点开始运动到小物块A、B第一次离开电场,试讨论在这个过程中摩擦力对小物块A、B做的总功Wf与L的关系
(3)判断小物块AB能否上滑到cd轨道的d点.

B.如图丙所示,a、b两滑块原来紧靠在一起,静止在水平面上的A点,滑块a、b的质量分别为m、2m,物块与水平地面间的动摩擦因数为0.1,B点为圆轨道的最低点,A、B之间的距离为5R.现在a、b在某种内力的作用下突然分开,a以va=3
gR
的速度由A点开始向B点滑行,并滑上光滑的半径为R的 
1
4
圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方.若滑块滑过C点后从P孔上升又恰能从Q孔落下,求
(1)分开后b球获得的速度vb
(2)滑块a在B点时对轨道的压力;
(3)滑块上升至P点时的速度vP
(4)平台转动的角速度ω应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038

如图甲所示一质量为M=1kg的小车上固定有一质量为m=0.2kg、高l=0.05m,总电阻为R=100W100匝矩形线圈,一起静止在光滑水平面上.现有一质量为m0的子弹以v0=110m/s的水平速度射入小车中,并随小车线圈一起进入一与线圈平面垂直、磁感应强度B=1.0T的水平匀强磁场中,小车运动过程的v-s图像如图乙所示,求:

 

1)子弹的质量;

 

2)图乙中s=10cm时线圈中的电流;

3)在小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量.

 

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