如圖,POQ是折成60°角的固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌關(guān)于豎直軸線對稱,OP=OQ=L.整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為B=B0-kt(其中k為大于0的常數(shù)).一質(zhì)量為m、長為L、電阻為R、粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒鎖定于OP、OQ的中點(diǎn)a、b位置.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變,同時(shí)將導(dǎo)體棒解除鎖定,導(dǎo)體棒向下運(yùn)動,離開導(dǎo)軌時(shí)的速度為v.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g.求導(dǎo)體棒:
⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向;
⑵滑到導(dǎo)軌末端時(shí)的加速度大。
⑶運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱.
⑴,順時(shí)針方向或b→a;⑵g-;⑶
解析試題分析:⑴導(dǎo)體棒被鎖定前,閉合回路的面積不變,=k
由法拉第電磁感應(yīng)定律知:E===
由閉合電路歐姆定律知:I==
由楞次定律知,感應(yīng)電流的方向:順時(shí)針方向或b→a
⑵導(dǎo)體棒剛離開導(dǎo)軌時(shí)受力如圖所示
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:E=
根據(jù)閉合電路歐姆定律知:I=
根據(jù)安培力公式有:F=
解得:F=
由牛頓第二定律知:mg-F=ma
解得:a=g-
⑶由能量守恒知:mgh=+Q
由幾何關(guān)系有:h=
解得:Q=-
考點(diǎn):本題主要考查了牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律的應(yīng)用問題,屬于中檔題。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接.圓弧的半徑R=0.40 m. 在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×104 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s=1.0 m的位置,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動,當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零.已知帶電體所帶電荷量q=8.0×10-5C,取g=10 m/s2,求:
(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時(shí)的速度大;
(2)帶電體運(yùn)動到圓弧形軌道的B端時(shí)對圓弧軌道的壓力大;
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動到C端的過程中,摩擦力做的功.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(20分)如圖所示,在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m=1kg的足夠長的木板C,在C上放置有A、B兩物體,A的質(zhì)量mA=1kg,B的質(zhì)量為mB=2kg.A、B之間鎖定一被壓縮了的輕彈簧,彈簧儲存的彈性勢能Ep=3J,現(xiàn)突然給A、B一瞬時(shí)沖量作用,使A、B同時(shí)獲得v0=2m/s的初速度,且同時(shí)彈簧由于受到擾動而解除鎖定,并在極短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)原長,之后與A、B分離.已知A和C之間的摩擦因數(shù)為μ1=0.2,B、C之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1,且滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力.求:
(1)彈簧與A、B分離的瞬間,A、B的速度分別是多大?
(2)已知在C第一次碰到右邊的固定擋板之前,A、B和C已經(jīng)達(dá)到了共同速度,求在到達(dá)共同速度之前A、B、C的加速度分別是多大及該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?
(3)已知C與擋板的碰撞的碰撞無機(jī)械能損失,求在第一次碰撞后到第二次碰撞前A在C上滑行的距離?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖甲所示,表面絕緣、傾角q=30°的斜面固定在水平地面上,斜面的頂端固定有彈性擋板,擋板垂直于斜面,并與斜面底邊平行。斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,其邊界與斜面底邊平行,磁場方向垂直斜面向上,磁場上邊界到擋板的距離s=0.55m。一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形閉合金屬框abcd,放在斜面的底端,其中ab邊與斜面底邊重合,ab邊長L=0.50m。從t=0時(shí)刻開始,線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,從靜止開始運(yùn)動,當(dāng)線框的ab邊離開磁場區(qū)域時(shí)撤去拉力,線框繼續(xù)向上運(yùn)動,并與擋板發(fā)生碰撞,碰撞過程的時(shí)間可忽略不計(jì),且沒有機(jī)械能損失。線框向上運(yùn)動過程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。已知線框在整個(gè)運(yùn)動過程中始終未脫離斜面,且保持ab邊與斜面底邊平行,線框與斜面之間的動摩擦因數(shù)m=/3,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求線框受到的拉力F的大;
(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)已知線框向下運(yùn)動通過磁場區(qū)域過程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v=v0-(式中v0為線框向下運(yùn)動ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小,x為線框ab邊進(jìn)入磁場后對磁場上邊界的位移大小),求線框在斜面上運(yùn)動的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,水平地面上有一個(gè)靜止的直角三角滑塊P,頂點(diǎn)A到地面的距離h=1.8m,水平地面上D處有一固定障礙物,滑塊的C端到D的距離L=6.4m。在其頂點(diǎn)么處放一個(gè)小物塊Q,不粘連,最初系統(tǒng)靜止不動,F(xiàn)在滑塊左端施加水平向右的推力F=35N,使二者相對靜止一起向右運(yùn)動,當(dāng)C端撞到障礙物時(shí)立即撤去力F,且滑塊P立即以原速率反彈,小物塊Q最終落在地面上;瑝KP的質(zhì)量M=4.0kg,小物塊Q的質(zhì)量m=1.0kg,P與地面間的動摩擦因數(shù)。(取g=10m/s2)求:
(1)小物塊Q落地前瞬間的速度;
(2)小物塊Q落地時(shí)到滑塊P的B端的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,高臺的上面有一豎直的圓弧形光滑軌道,半徑R=m,軌道端點(diǎn)B的切線水平。質(zhì)量M="5" kg的金屬滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由軌道頂端A由靜止釋放,離開B點(diǎn)后經(jīng)時(shí)間t="1" s撞擊在斜面上的P點(diǎn)。已知斜面的傾角=37o,斜面底端C與B點(diǎn)的水平距離x0="3" m。g取10 m/s2,sin37o =0.6,cos37o =0.8,不計(jì)空氣阻力。
⑴求金屬滑塊M運(yùn)動至B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小
⑵若金屬滑塊M離開B點(diǎn)時(shí),位于斜面底端C點(diǎn)、質(zhì)量m="1" kg的另一滑塊,在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由靜止開始向上加速運(yùn)動,恰好在P點(diǎn)被M擊中。已知滑塊m與斜面間動摩擦因數(shù)0.25,求拉力F大小
⑶滑塊m與滑塊M碰撞時(shí)間忽略不計(jì),碰后立即撤去拉力F,此時(shí)滑塊m速度變?yōu)? m/s,仍沿斜面向上運(yùn)動,為了防止二次碰撞,迅速接住并移走反彈的滑塊M,求滑塊m此后在斜面上運(yùn)動的時(shí)間
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(20分)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距d=2m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角a= 30°,導(dǎo)軌上端接一個(gè)R=6的電阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上。一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=4的金屬棒ef垂直導(dǎo)軌PQ、MN靜止放置,距離導(dǎo)軌底端xl=3.2m。另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置,絕緣塑料棒gh從導(dǎo)軌底端以初速度v0=l0m/s沿導(dǎo)軌上滑并與金屬棒正碰(碰撞時(shí)間極短),磁后絕緣塑料棒gh沿導(dǎo)軌下滑,金屬棒ef沿導(dǎo)軌上滑x2=0.5m后停下,在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q=0.36J。已知兩棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為。求
(1)絕緣塑料棒gh與金屬棒ef碰撞前瞬間,絕緣塑料棒的速率;
(2)碰撞后金屬棒ef向上運(yùn)動過程中的最大加速度;
(3)金屬棒ef向上運(yùn)動過程中通過電阻R的電荷量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
質(zhì)量為5kg的物體放置在粗糙的水平桌面上,與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2。(g=10m/s2)
⑴如果給它一個(gè)水平向右的初速度,求它沿桌面滑行的加速度大小與方向。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示是一個(gè)模擬風(fēng)洞中的實(shí)驗(yàn),空氣壓縮機(jī)在風(fēng)洞可形成豎直向上的均勻氣流。將一質(zhì)量m=2kg的圓球套在與水平面成37°角的細(xì)直桿上,直桿固定不動,球內(nèi)壁與桿間動摩擦因數(shù)μ=0.5,將此裝置置于風(fēng)洞中,氣流可對球施加豎直向上的恒力F,某時(shí)刻由靜止釋放小球,經(jīng)t=1s,小球通過的位移為S=0.5m.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小球運(yùn)動的加速度大;
(2)求恒力F的大小;
(3)求運(yùn)動1s內(nèi),小球機(jī)械能的變化量ΔE;
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