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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与...

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g=10rn/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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(1)开始下滑时,速度为零,无感应电流产生,因此不受安培力,故根据牛顿第二定律可直接求解结果. (2)金属棒下滑速度达到稳定时,金属棒所受合外力为零,根据平衡条件求出安培力,然后根据公式P=Fv求解. (3)结合第(2)问求出回路中的感应电流,然后根据电功率的公式求解. 【解析】 (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma    ① 由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2     ② 故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2. (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ一μmgcosθ一F=0 ③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv ④ 由③、④两式解得   ⑤ 故当金属棒下滑速度达到稳定时,棒的速度大小为10m/s. (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B ⑥ P=I2R ⑦ 由⑥、⑦两式解得:⑧ 磁场方向垂直导轨平面向上. 故磁感应强度的大小为0.4T,方向垂直导轨平面向上.
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考点分析:
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一根轻质弹簧,倔强系数为K.当弹簧竖直吊起质量为10kg的物体,物体处于静止状态,弹簧伸长了10.0cm;用弹簧拉着该物体沿粗糙水平面滑动,当弹簧沿与水平方向成37斜向上拉时,弹簧伸长4.0cm,物体恰沿水平面做匀速直线运动;.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
求:(1)弹簧的倔强系数K.
(2)物体与水平面间的滑动摩擦系数μ.
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(2)在“验证力的平行四边形定则“实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某-点并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉像皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
其中正确的是______.(填人相应的字母)
(3)利用如图丙所示的装置可测量弹簧的劲度系数.一小平面镜B(可视为一点)竖直固定在物块P上,它们的总质量为m.现将P紧靠着直立的弹簧上端,用插销K固定,此时弹簧处于自然长度,从固定的点光源S发出的光经过平面镜反射后在竖直标尺的A点形成一小光斑.松开插销K,发现最终小光斑稳定在标尺上某点,该点到A点的距离为h.已知点光源S与平面镜的水平距离为L,标尺与平面镜的水平距离为L,则该弹簧的劲度系数为______
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A.1:2
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D.manfen5.com 满分网:2
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MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光线被反射,一部分光线进入液体中,当入射角是45°时,折射角为30°,如图所示,以下判断正确的是( )
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B.该液体对红光的全反射临界角为60°
C.在该液体中,红光的传播速度比紫光大
D.紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30°
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用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30°,如图所示,则物体所受摩擦力( )
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A.等于零
B.大小为manfen5.com 满分网,方向沿斜面向下
C.大小为manfen5.com 满分网,方向沿斜面向上
D.大小为mg,方向沿斜面向上
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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