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如图所示,光滑的金属框架abc固定在水平面内,顶角=53°,金属框架处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直水平面,t=0时,金属棒MN受向右的水平拉力F作用,从b点开始沿bc方向以速度v做匀速运动,在运动过程中MN始终垂直于bc,且与框架接触良好,框架bc边和金属棒MN单位长度的电阻均为r,框架ab边的电阻忽略不计(sin53°=0.8)。

(1)求t时刻回路中的电流I;
(2)写出拉力F与杆的位移x的关系式,并类比v-t图象求位移的方法,写出拉力F做的功W与杆的位移x的关系式;
(3)求时间t内回路中产生的焦耳热Q。

(1);(2);(3)

解析试题分析:(1)杆的位移为时,
此时接入电路的杆长
感应电动势
回路的总电阻
t时刻回路中的电流   6分
(2)t时刻杆受到的拉力F等于安培力 
拉力F做的功W与杆的位移x的关系为   6分
(3)时间t内,回路产生的焦耳热       4分
考点:电磁感应,功能关系

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

物体从地面以60J的初动能竖直向上抛出,当它上升到某一高度A点时,动能减少了30J,机械能减少了10J。若空气阻力大小不变,以地面为零势能面,则下列说法正确的是:

A.物体在最高点处重力势能为40J
B.物体落地时动能为20J
C.物体上升过程中动能与重力势能相等时,动能小于30J
D.物体下落过程中动能与重力势能相等时,重力势能大于20J

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

一只排球在A点被竖直抛出,此时动能为20 J,上升到最大高度后,又回到A点,动能变为12 J,假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定,A点为零势能点,则在整个运动过程中,排球的动能变为10 J时,其重力势能的可能值为________、_________。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图甲,光滑的水平面上有三个滑块a、b、c;a、b的质量均等于1kg;b、c被一根轻质弹簧连接在一起,处于静止状态;在t=0时,滑块a突然以水平向右的速度与b正碰,并瞬间粘合成一个物体(记为d);此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,d的速度随时间做周期性变化,如图乙。则: 

(1)求滑块a的初速度大小以及a、b正碰中损失的机械能△E;
(2)求滑块c的质量;
(3)当滑块c的速度变为vx瞬间,突然向左猛击一下它, 使之突变为-vx,求此后弹簧弹性势能最大值Ep的表达式,并讨论vx取何值时,Ep的最大值Epm

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,竖直放置的轻弹簧,一端固定于地面,另一端与质量为3kg的物体B固定在一起,质量为1kg的物体A置于B的正上方5cm处静止。现让A自由下落(不计空气阻力),和B发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后粘在一起。已知碰后经0.2s下降了5cm 至最低点,弹簧始终处于弹性限度内(g取10 m/s2)求:
①从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量
②从碰后至返回到碰撞点的过程中,弹簧对物体B冲量的大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑。一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A,以初速度v0向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,球运动的半径R=0.2m,取g=10m/s2

(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少?
(2)若v0=3m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=1N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?
(3)若v0=3m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少?
(本题12分。第一小题3分。第2小题3分,第3小题6分)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直,磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度。在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力。
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹力势能为,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?
(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab间距离Lab=6cm,bc间距离Lbc=10cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角。一个带电量q=-4×10-8的负电荷从b点移到c点克服电场力做功2×10-6。求:

(1)匀强电场的电场强度为多大;
(2)该电荷从a点移到b点,该电荷的电势能的变化量;
(3)a、c两点间的电势差。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

在下列物理现象或者物理过程中,机械能不守恒的是(  )

A.匀速下落的降落伞
B.石块在空中做平抛运动(不计空气阻力)
C.沿斜面匀速上行的汽车
D.细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动

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