5.答案:0.5W
解析:由题意分析知,当砝码加速下落到速度最大时,砝码的合外力为零,此时R得到功率最大,为mg=BImaxL ①
Pmax=I2maxR②
由式①②得 Pmax=(mg/BL)2R=0.5W
4.答案:C
解析:这是一道选用力学规律求解电磁感应的好题目,线框做的是变加速运动,不能用运动学公式求解,那么就应想到动能定理,设线框刚进出时速度为v1和v2,则第一阶段产生的热量
,第二阶段产生的热量Q2=mv2/2,只要能找出v1和v2的关系就能找到答案,由动量定理可得
3.答案:D
解析:铝环向右运动时,环内感应电流的磁场与磁铁产生相互作用,使环做减速运动,磁铁向右做加速运动,待相对静止后,系统向右做匀速运动,由I=(m+M)v,得v=I/(m+M),即为磁铁的最大速度,环的最小速度,其动能的最小值为m/2·{I/(m+M)}2,铝环产生的最大热量应为系统机械能的最大损失量,I2/2m-I2/2(m+M)=MI2/2m(m+M).
2.答案:A
解析:两种情况下产生的总热量,都等于金属棒的初动能.
1.答案:C
解析:下滑过程有安培力做功,机械能不守恒;ab达到稳定速度,重力等于安培力,故C正确.
8.如图甲所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B,边长为f的正方形金属框abcd(下简称方框)在光滑的水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的U形金属框架MNPQ(下简称U形框)U形框与方框之间接触良好且无摩擦,两个金属杠每条边的质量均为m,每条边的电阻均为r.
(1) 将方框固定不动,用力拉动u形框使它以速度v0垂直 NQ边向右匀速运动,当U形框的MP端滑至方框的最右侧,如图乙所示时,方框上的bd两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?
(2) 若方框不固定,给U形框垂直NQ边向右的初速度v0,如果U形框恰好不能与方框分离,则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少?
(3) 若方框不固定,给U形框垂直NQ边向右的初速度v(v> v0),U形框最终将与方框分离,如果从U型框和方框不再接触开始,经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s,求金属框框分离后的速度各多大?
7.如图所示,两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ,一端接有阻值为R的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆,金属杆的电阻为r,金属杆与导轨接触良好、导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直于杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时,电阻R上消耗的电功率为P,从某一时刻开始撤去水平恒力F去水平力后:(1)当电阻R上消耗的功率为P/4时,金属杆的加速度大小和方向。(2)电阻R上产生的焦耳热。
6.如图所示,正方形金属框ABCD边长L=20cm,质量m=0.1kg,电阻R=0.1 Ω,吊住金属框的细线跨过两定滑轮后,其另一端挂着一个质量为M=0.14kg的重物,重物拉着金属框运动,当金属框的AB边以某一速度进入磁感强度B=0.5T的水平匀强磁场后,即以该速度v做匀速运动,取g= 10m/s2,则金属框匀速上升的速度v= m/s,在金属框匀速上升的过程中,重物M通过悬线对金属框做功 J,其中有 J的机械能通过电流做功转化为内能.
5.如图所示,沿水平面放G一宽50cm的U形光滑金属框架.电路中电阻 R=2.0Ω,其余电阻不计,匀强磁场B=0.8T,方向垂直于框架平面向上,金属棒MN质量为30g,它与框架两边垂直,MN的中点O用水平的绳跨过定滑轮系一个质量为20g的砝码,自静止释放砝码后,电阻R能得到的最大功率为 w.
4.如图所示,在光滑的水平面上,有竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L的区域里,现有一边长为a(a<L)的正方形闭合线圈刚好能穿过磁场,则线框在滑进磁场过程中产生的热量Q1与滑出磁场过程中产生的热量Q2之比为 ( )
A.1:1 B.2:1
C. 3:1 D.4:1
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