【題目】如圖所示,兩根光滑平行的金屬導軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi),兩導軌間距為L,上端MP間接有阻值為R的電阻,導軌電阻不計,導軌置于磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于導軌平面向外的勻強磁場中。輕質(zhì)彈簧一端固定于N、Q所在的水平平面上,另一端與質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒連接在一起,導體棒緊靠在導軌上。初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有沿導軌向上的初速度v0,整個運動過程中導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導軌平行

(1)求初始時刻通過電阻R的電流大小和方向

(2)當導體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)?/span>v,求此時導體棒的加速度大小

(3)彈簧彈性勢能的表達式為,式中x表示彈簧的形變量。求導體棒從開始運動直到最終停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

【答案】(1) 方向為PRM (2) (3)

【解析】

(1)初始時刻

電流方向為

(2)當導體棒第--次回到初始位置時,根據(jù)

由牛頓第二定律有

解得

(3)導體棒停止時有

此時彈簧具有的彈性勢能

取導體棒停止時的位置重力勢能為零,對整個回路整個過程應(yīng)用能量守恒定律有

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

解得

練習冊系列答案
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【題目】質(zhì)量為1kg的小球A4m/s速度與質(zhì)量為2kg的靜止小球B正碰,關(guān)于碰后A、B的速度vAvB,下列哪些是可能的(

A.B.vA1m/s,vB2.5m/s

C.vA1m/svB3m/sD.vA=﹣4m/s,vB4m/s

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A.t6s時刻波恰好傳到質(zhì)點d

B.t5s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點

C.當質(zhì)點d向下運動時,質(zhì)點b一定向上運動

D.4s<t<6s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動

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【題目】如圖所示的平行金屬板中,電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直,三個帶電粒子(不計重力)從平行板中央射人,沿直線從右側(cè)小孔中飛出,然后進入另一豎直向下的勻強電場中,分別到達同一水平線上的a、b、c三點。則下列判斷正確的是(

A.三個粒子在平行金屬板中運動的速度大小相同

B.三個粒子的質(zhì)量相同

C.到達a點的粒子動能最小

D.到達c點的粒子飛行的時間最長

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【題目】在上表面水平的小車上疊放著上下表面同樣水平的物塊A、B,已知A、B質(zhì)量相等,A、B間的動摩擦因數(shù),物塊B與小車間的動摩擦因數(shù)。小車以加速度做勻加速直線運動時,A、B間發(fā)生了相對滑動,B與小車相對靜止,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g,小車的加速度大小可能是(

A.B.C.D.

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【題目】用如圖所示實驗?zāi)茯炞C動量守恒定律,兩塊小木塊AB中間夾著一輕質(zhì)彈簧,用細線捆在一起,放在光滑的水平臺面上,將細線燒斷,木塊A、B被彈簧彈出,最后落在水平地面上落地點與平臺邊緣的水平距離分別為,。實驗結(jié)果表明下列說法正確的是

A. 木塊AB離開彈簧時的速度大小之比

B. 木塊A、B的質(zhì)量之比

C. 彈簧對木塊A、B做功之比

D. 木塊A、B離開彈簧時的動能之比

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【題目】如圖所示,質(zhì)量均為m的木塊AB用一輕彈簧相連,豎直放在光滑的水平面上,木塊A上放有質(zhì)量為2m的木塊C,三者均處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將木塊C迅速移開,若重力加速度為g,則在木塊C移開的瞬間( 。

A.彈簧的形變量不改變B.彈簧的彈力大小為mg

C.木塊A的加速度大小為gD.木塊B對水平面的壓力為3mg

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【題目】汽車連續(xù)下陡坡時,長時間的剎車會導致制動力下降,為保障安全,通常會在路旁設(shè)置向上的緊急避險車道,一種緊急避險車道由引道和制動床等組成,盡頭是防撞設(shè)施,如圖1所示。質(zhì)量為20t的貨車,以18m/s的初速沖向傾角θsin0.2)的緊急避險車道上,汽車在引道和制動床上的摩擦阻力分別是車重的0.30倍、0.80倍。引道長L130m,制動床長L250m,取g10m/s2,求:

1)貨車剛上引道時的加速度大;

2)貨車將停在何處?是否會自行滑下?

3)考慮到貨車進人緊急避險車道速度最大可達到30m/s,計算分析避險車道制動床長度的數(shù)據(jù)是否合理。

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(1)在長木板與底座相碰前,試判斷長木板與小滑塊是否發(fā)生相對滑動,并求出長木板和小滑塊加速度的大。

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