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已知cd棒的質量為m.電阻為R.ab棒的質量.阻值均未知.區域Ⅱ沿斜面的長度為2l.在t=tx時刻(tx未知)ab棒恰進入區域Ⅱ.重力加速度為g.求:(1)通過cd棒電流的方向和區域I內磁場的方向,(2)當ab棒在區域Ⅱ內運動時cd棒消耗的電功率,(3)ab棒開始下滑的位置離EF的距離,(4)ab棒從開始下滑至EF的過程中回路中產生的熱量. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

不計電阻的光滑平行軌道EFG、PMN構成相互垂直的L型,磁感應強度為B的勻強磁場方向與水平的EFMP平面夾角θ(θ<45°)斜向上,金屬棒ab、cd的質量均為m、長均為L、電阻均為R.ab、cd由細線通過角頂處的光滑定滑輪連接,細線質量不計,ab、cd與軌道正交,已知重力加速度為g.
(1)求金屬棒的最大速度vmax
(2)當金屬棒速度為v時,且v小于最大速度vmax時,求機械能損失的功率P1和電阻的發熱功率P2

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、如圖所示,在一光滑水平的桌面上,放置一質量為M,寬為L的足夠長“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計。垂直框架兩邊放一質量為m、電阻為R的金屬棒cd,它們之間的動摩擦因數為μ,棒通過細線跨過一定滑輪與勁度系數為 k 的另一端固定的輕彈簧相連。開始彈簧處于自然狀態,框架和棒均靜止。現在讓框架在大小為2μmg的水平拉力作用下,向右做加速運動,引起棒的運動可看成是緩慢的。水平桌面位于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B

       問:(1)框架和棒剛開始運動的瞬間,框架的加速度為多大?

   (2)框架最后做勻速運動(棒處于靜止狀態)時的速度多大?

   (3)若框架通過位移S后開始勻速,已知彈簧的彈性勢能的表達式為kx2/2(x為彈簧的形變量),則在框架通過位移S的過程中,回路中產生的電熱為多少?

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(12分)、如圖所示,在一光滑水平的桌面上,放置一質量為M,寬為L的足夠長“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計。垂直框架兩邊放一質量為m、電阻為R的金屬棒cd,它們之間的動摩擦因數為μ,棒通過細線跨過一定滑輪與勁度系數為 k 的另一端固定的輕彈簧相連。開始彈簧處于自然狀態,框架和棒均靜止。現在讓框架在大小為2μmg的水平拉力作用下,向右做加速運動,引起棒的運動可看成是緩慢的。水平桌面位于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B

       問:(1)框架和棒剛開始運動的瞬間,框架的加速度為多大?

   (2)框架最后做勻速運動(棒處于靜止狀態)時的速度多大?

   (3)若框架通過位移S后開始勻速,已知彈簧的彈性勢能的表達式為kx2/2(x為彈簧的形變量),則在框架通過位移S的過程中,回路中產生的電熱為多少?

 

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(12分)、如圖所示,在一光滑水平的桌面上,放置一質量為M,寬為L的足夠長“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計。垂直框架兩邊放一質量為m、電阻為R的金屬棒cd,它們之間的動摩擦因數為μ,棒通過細線跨過一定滑輪與勁度系數為k 的另一端固定的輕彈簧相連。開始彈簧處于自然狀態,框架和棒均靜止。現在讓框架在大小為2μmg的水平拉力作用下,向右做加速運動,引起棒的運動可看成是緩慢的。水平桌面位于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B
問:(1)框架和棒剛開始運動的瞬間,框架的加速度為多大?
(2)框架最后做勻速運動(棒處于靜止狀態)時的速度多大?
(3)若框架通過位移S后開始勻速,已知彈簧的彈性勢能的表達式為kx2/2(x為彈簧的形變量),則在框架通過位移S的過程中,回路中產生的電熱為多少?

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(12分)、如圖所示,在一光滑水平的桌面上,放置一質量為M,寬為L的足夠長“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計。垂直框架兩邊放一質量為m、電阻為R的金屬棒cd,它們之間的動摩擦因數為μ,棒通過細線跨過一定滑輪與勁度系數為 k 的另一端固定的輕彈簧相連。開始彈簧處于自然狀態,框架和棒均靜止。現在讓框架在大小為2μmg的水平拉力作用下,向右做加速運動,引起棒的運動可看成是緩慢的。水平桌面位于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B

       問:(1)框架和棒剛開始運動的瞬間,框架的加速度為多大?

   (2)框架最后做勻速運動(棒處于靜止狀態)時的速度多大?

   (3)若框架通過位移S后開始勻速,已知彈簧的彈性勢能的表達式為kx2/2(x為彈簧的形變量),則在框架通過位移S的過程中,回路中產生的電熱為多少?

 

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一、二、選擇題(共31分)

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答案

A

C

D

C

B

AC

AD

ACD

AD

三、填空題(共40分)

10.(1)21.0  400  (每空2分)

(2)① B     C   (每空2分)   ②  A (2分)

11.F/2 ? mg     C  (每空3分)

12.B(1)(4分)相反  早   (2)(4分) ACD   (2)(4分)高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。R/2

C(1)(4分)E  高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。   (2)(4分) BC   (3)(4分) 1m/s   

四、計算題(共49分)

13.解、(1)最后物塊相對皮帶靜止,動能不變,摩擦力對物塊做功為0

求得相對位移高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

 

高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。(2)先以傳送帶為參考系考慮問題:開始時物塊相對于傳送帶的速度大小為高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。v,方向與x軸成1350。滑動摩擦力方向總與相對運動方向相反,即與x軸成-450。如圖所示。由于物塊受到的外力為恒力,它相地于傳送帶做的是勻減速直線運動,至速度減為0,就不再受摩擦力作用,將與傳送帶保持相對靜止。現在再轉換到以地面為參考系:物塊先做初速度為v(方向沿+y方向)、加速度為μg的勻變速曲線運動,加速度方向始終與皮帶邊緣成-45º夾角;然后物塊隨皮帶一起沿+x方向做速度為v的勻速直線運動。

物塊在皮帶上的運動(相對地面)x方向是初速為0的勻加速運動,vx=ax?t,y方向是初速為v的勻減速運動,vy=v-ay?t,其中ax=ay=高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。.合速度為高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。,即高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。,當高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。時,高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。有最小值,最小速度高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

(或者利用斜拋運動最高點速度最小求解)

(3)以地面為參考系,對整個運動過程應用動能定理,得摩擦力對物塊做的功W=0。以傳送帶為參考系,整個運動過程物塊動能的減小即等于生的熱。得高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。。如果求生的熱,應先求相對于傳送帶的位移。

高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。,則生的熱高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

14.(1)通過cd棒的電流方向 d→c,區域I內磁場方向為垂直于斜面向上

(2)對cd棒,F安=BIl=mgsinθ所以通過cd棒的電流大小I =

當ab棒在區域II內運動時cd棒消耗的電功率P=I2R=

(3)ab棒在到達區域II前做勻加速直線運動,a==gsinθ

cd棒始終靜止不動,ab棒在到達區域II前、后,回路中產生的感應電動勢不變,則ab棒在區域II中一定做勻速直線運動

可得;=Blvt    =Blgsinθt x    所以t x=

ab棒在區域II中做勻速直線運動的速度vt=

則ab棒開始下滑的位置離EF的距離h= a tx2+2l=3l(3分)

(4) ab棒在區域II中運動的時間t2==

ab棒從開始下滑至EF的總時間t= tx+t2=2 ε=Blvt =Bl

ab棒從開始下滑至EF的過程中閉合回路中產生的熱量:Q=εIt=4mglsinθ

    15.(1)高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,即

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(2)設cd中心為O,向c端偏轉的高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。粒子,當圓周軌跡與cd相切時偏離O最遠,

設切點為P,對應圓心O1,如圖所示,則由幾何關系得:高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

d端偏轉的高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。粒子,當沿Sb方向射入時,偏離O最遠,設此時圓周軌跡與cd交于Q點,對應圓心O2,如圖所示,則由幾何關系得:高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

故金箔cd高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。粒子射中區域的長度L= 高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

(3)設從Q點穿出的高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。粒子的速度為高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。,因半徑O2Q∥場強E,則高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。E,故穿出的高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。粒子在電場中做類平拋運動,

沿速度高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。方向做勻速直線運動,位移高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

沿場強E方向做勻加速直線運動,位移高考資源網( www.ks5u.com),中國最大的高考網站,您身邊的高考專家。

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