如图所示,有一足够长的光滑平行金属导轨,电阻不计,间距L=0.5m,导轨沿与水平方向成θ=30°倾斜放置,

作者&投稿:丹贸 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水~

(1)1 A 电流方向由d至c (2)0.2 N  (3)0.4 J (1)棒cd受到的安培力为:F cd =IlB ①棒cd在共点力作用下平衡,则:F cd =mgsin 30° ②由①②式,代入数据解得:I=1 A ③根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c.④(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即:F ab =F cd 对棒ab,由共点力平衡知:F=mgsin 30°+IlB ⑤代入数据解得:F=0.2 N. ⑥(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1 J热量,由焦耳定律知:Q=I 2 Rt ⑦设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势为:E=Blv ⑧由闭合电路欧姆定律知:I= ⑨由运动学公式知在时间t内,棒ab沿导轨的位移为:x=vt ⑩力F做的功为:W=Fx ?综合上述各式,代入数据解得:W=0.4 J. ?

解:(1)金属棒ab的电动势:Eab=BLv=0.4×0.5×2V=0.4V回路的电流强度:I=E2R=2A棒cd受的安培力 Fcd=BIL=0.4×2×0.5N=0.4N,方向平行于导轨向上.cd棒处于平衡状态,则F2+mgsin30°-Fcd=0解得:F2=0.4?1×12=?0.1N,所以F2的大小为0.1N,方向沿斜面向上.(2)由Q=I2Rt可知棒cd产生Q=1J热量的时间:t=QI2R=122×0.1s=2.5s在时间t内,棒ab的位移 x=vt=2×2.5m=5m棒ab受的安培力沿导轨向下,大小为:FA=Fcd=0.4N所以 F1=mgsin30°+FA=0.9N力F1做的功 W=F1x=0.9×5J=4.5J(3)刚释放cd棒时,cd棒沿导轨向下加速运动,既abcd闭合回路的E=△Φ△t增大;电流强度增大,cd棒受的安培力F'cd也增大,当F'cd=mgsinθ时,cd棒的加速度为零,cd棒的速度vcd达到最大并做匀速运动,此时:F'cd=BImaxL=mgsinθ所以Imax=mgsinθBL=2.5A由 Imax=BL(v+vcd)2R得:vcd=0.5m/s答:(1)F2的大小为0.1N,方向平行于导轨向上.(2)棒cd每产生Q=1J的热量,力F1做的功W是4.5J;(3)若释放棒cd,保持ab棒速度v=2m/s不变,棒cd的最终速度是0.5m/s.

(1)根据平衡条件得F =mgsinθ
          又F =BIL,I=
E
R+r
,E=BLv0
         得到F =
B 2 L 2 v 0
R+r

         联立解得
              v 0 =
mg(R+r)sinθ
B 2 L 2
=5m/s
      (2)由牛顿第二定律,得
             mgsinθ-F =ma
         得到a=gsinθ-
  B 2 L 2 v
m(R+r)
=-1m/ s 2

         说明此时加速度大小为1m/s 2 ,方向沿斜面向上.
    (3)由于金属棒r和电阻R上电流时刻相同,由焦耳定律Q=I 2 Rt,得知Q∝R
         则R产生的热量为Q R =
R
r
Q r =3.6J

        金属棒匀速运动整个电路产生的总热量Q=Q R +Q r =6J
        在该过程中电路的平均电流为I=
E
R+r
=
△φ
△t(R+r)

        设匀速前金属棒在磁场中位移为x,则此过程中通过R的电量为q=I?△t=
△φ
R+r
=
BLx
R+r

        从释放到刚匀速运动过程中,由能量守恒定律得
                mgsinθ(S+x)=
1
2
m
v 20
+Q
       联立上式,解得S=
m
v 20
+2Q
2mgsinθ
-
q(R+r)
BL
=5.5m

答:(1)金属棒匀速运动时的速v 0 为5m/s;
(2)金属棒进入磁场后,当速度v=6m/s时,加速度大小为1m/s 2 ,方向沿斜面向上;
(3)磁场的上部边界OP距导轨顶部的距离S为5.5m.


如图所示,一足够长的光滑斜面倾斜角为30度,斜面AB与水平面BC平滑连接...
答:物体在撤去拉力后,经时间 1 秒第一次经过B点。这时物体的速度是 V1=V-a1*t1=4-2*1=2 m/s 物体到达B点后,以 a2=g*sin30度=10*0.5=5 m/s^2 的加速度匀减速冲上光滑斜面,设沿斜面向上运动的时间是 t2 由 0=V1-a2*t2 得 t2=V1 / a2=2 / 5=0.4秒 因...

如图所示,在竖直平面内一足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m...
答:(1) (2) 试题分析:(1)当棒达到最大速度时加速度为0,将做匀速运动,则有受力平衡, ,由闭合电路欧姆定律得: 由电磁感应定律得: ,解得: 当棒下落速度达到 时,再对棒进行受力分析由牛顿运动定律有: , 解得: ,(2)正方形线框进行受力分析,导线刚好没有拉...

如图所示,在足够长的光滑平台上,有一劲度系数为k的轻质弹簧,其一端固 ...
答:C 试题分析:对于A、B和弹簧组成的系统,只有重力和弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,而A、B物体组成的系统的机械能不守恒,A错误;整体系统机械能守恒,mgx= kx 2 + ?2mv 2 ,A做加速度逐渐减小加速度运动,当A的加速度为0时,即当x= 时,A的速度最大,由以上两式解得:v m =...

如图所示,光滑水平地面上有一足够长的木板,左端放置可视为质点的物体...
答:L =0.96m 试题分析:木板与墙碰撞后,原速反弹,由动量守恒 (2分) v = 0.4m/s,方向向左,不会与竖直墙再次碰撞 (2分)由能量守恒 (3分)解得 L =0.96m (2分)点评:本题是一道考查动量守恒和匀变速直线运动规律的过程复杂的好题,正确分析出运动规律是关键.

如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别...
答:当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共速v BC ,此时弹簧的弹性势能最大,设为E p1 由动量守恒:m B v B =(m B +m C )v BC 由能量定恒定定律: 带入数据得:E P =3J点评:关键是知道爆炸后取BC和弹簧为研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共速v BC ,此时弹簧的弹性势...

如图所示,在足够长的光滑水平轨道上有三个小木块A、B、C,质量分别为m...
答:假设爆炸后瞬间A、B的速度大小分别为v A 、v B ,取向右为正方向,由动量守恒定律-m A v A +m B v B =0 爆炸产生的热量有9J转化为A、B的动能 代入数据解得v A =v B =3.0 m/s (2)由于A在炸药爆炸后再次追上B的时候弹簧恰好第一次恢复到原长,...

如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m 1 =0.5k...
答:解:(1)假设B刚从A上滑落时,A、B的速度分别为v 1 、v 2 A的加速度 B的加速度 由位移关系有 ,代入数值解得: 或 当 时 , 不合题意舍去 ∴ , , (2)当B经过时间t运动至A的最右端时,若A、B具有共同速度v,则此时所施加的恒力F有最小值。此过程中A做匀加...

如图所示,足够长的绝缘光滑水平面上分别固定着大小、形状完全相同的两个...
答:A物体的速度变为零,以后再做匀加速运动,而B物体将以 的速度做匀速直线运动设再经t 2 时间相碰,则有 解得 由题意知 对B物体由动能定理得 (3)从第2次碰撞开始,每次A物体运动到与B物体碰撞时,速度增加量均为 ,由于碰后速度交换,因而碰后B物体的速度为: 第一次碰后: ...

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答:(1)塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象,假设爆炸后瞬间AB的速度大小分别为 、 ,取向右为正方向由动量守恒: (2分)爆炸产生的热量由9J转化为AB的动能: (2分)带入数据解得: (1分)由于A在炸药爆炸后再次追上B的时候弹簧恰好第一次恢复到原长,则在A追上B之前弹簧已经有一次...