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(12分)如图左下图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道用的电阻连接,有一质量m=0.5kg的导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿水平方向拉动导体杆,则: 

(1)若拉力F大小恒为4N,请说明导体杆做何种运动,最终速度为多少?
(2)若拉力F大小恒为4N,且已知从静止开始直到导体棒达到稳定速度所经历的位移为s=10m,求在此过程中电阻R上所生的热;
(3)若拉力F为变力,在其作用下恰使导体棒做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动,请写出拉力F随时间t的变化关系式

(1)棒做加速度减小的变加速运动;2m/s2(2)39J;(3)F=1+4t

解析试题分析:根据牛顿第二定律:F-BIL=ma
由欧姆定律:
根据法拉第电磁感应定律:E=BLv
联立得:
棒做加速度减小的变加速运动,当a=0时,
(2)由动能定理:Fs-W=mv2
且W=Q代入数据得:Q=39J
(3)由F-BIL=ma,,v=at
得:
考点:法拉第电磁感应定律;牛顿第二定律及动能定理。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面,其运动的加速度大小为3g/4,这个物体在斜面上升的最大高度为h,则这个过程中,下列判断正确的是

A.重力势能增加了
B.动能减少了
C.机械能减少了
D.物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

某同学将质量为0.50kg、静止在地面上的足球踢出,足球上升的最大高度为10m,足球在最高点的速度大小为20m/s。忽略空气阻力的作用,则这个过程中足球克服重力做功为       J,该同学对足球做的功为       J。(g取10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

有一个固定的光滑直杆,该直杆与水平面的夹角为53°,杆上套着一个质量为m=2 kg的滑块(可视为质点)。

(1)如图甲所示,滑块从O点由静止释放,下滑了位移x="1" m后到达P点,求滑块此时的速率。
(2)如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M="2.7" kg的物块通过光滑的定滑轮相连接,细绳因悬挂M而绷紧,此时滑轮左侧绳恰好水平,其长度L=m(如图乙所示)。再次将滑块从O点由静止释放,求滑块滑至P点的速度大小。(整个运动过程中M不会触地,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

用竖直向上大小为30 N的力F,将质量为2 kg的物体从地面由静止提升,物体上升2m后撤去力F,经一段时间后,物体落回地面。若忽略空气阻力,g取10 m/s2。求:

(1)拉力F做的功 
(2)物体上升2m时的动能  
(3)物体刚落回地面时的速度

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图a所示,质量m=1kg的物体静止在光滑的水平面上,t=0时刻,物体受到一个变力F作用,t=1s时,撤去力F,某时刻物体滑上倾角为37º的粗糙斜面;已知物体从开始运动到斜面最高点的v-t图像如图b所示,不计其他阻力,求:

(1)变力F做的功
(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率
(3)物体回到出发点的动能

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨,导轨间距离是d=0.5m,导轨左端接有定值电阻R=2Ω,质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨,可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触,滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N,滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接,细线跨过光滑的定滑轮,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度是B=2T,将滑块由静止释放.设导轨足够长,磁场足够大,M未落地,且不计导轨和滑块的电阻.g=10m/s2,求:

滑块能获得的最大动能
滑块的加速度为a=2m/s2时的速度
设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,电流在电阻R上所做的电功是w=0.8J,求此过程中滑块滑动的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性与趣味性。下坡式滑行轨道可H简化为如下模型:如图所示,abcdf为同一竖直平面内的滑行轨道,其中ab、df两段均为倾角=37o的斜直粗糙轨道,bc为一段半径为R=5m的光滑圆弧,圆弧与ab相切于磊点,圆弧圆心O在c点的正上方。已知ab之间高度差H1=5rn,cd之间高度差H2=2.25m,运动员连同滑板的总质量m=60kg。运动员从a点由静止开始下滑后从C点水平飞出,落在轨道上的e点,经短暂的缓冲动作后沿斜面方向下滑。de之间的高度差H3="9" m,运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取g =10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8 。求:
(1)运动员刚运动到c点时的速度大小;
(2)运动员(连同滑板)刚运动到c点时对轨道的压力;
(3)运动员(连同滑板)在由a点运动到b点过程中阻力对它做的功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=1kg的小车(可视为质点),在F=4N的水平恒力作用下,从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动,力作用一段距离后撤去,当小车运动到O′点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合。规定经过O点水平向右为x轴正方向。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2

(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O′点的速度;
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?
(3)为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围。

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