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如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道间距离l...

如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道间距离l=0.50m.直轨道左端接一定值电阻R1=0.40Ω,直轨道右端与竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为r=0.5m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.6T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=l.0m,且其右边界与NN′重合.有一质量m=0.20kg、电阻R2=0.lΩ的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处.现用一水平恒力F拉动ab杆,F=2.0N,当ab杆运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=l0m/s2,求:
(1)导体杆刚进入磁场时,导体杆的速度和加速度大小;
(2)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热.

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(1)根据动能定理求出导体杆刚进入磁场时的速度.根据E=BLv求出导体杆切割产生的感应电动势,根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小,从而得出安培力的大小,根据牛顿第二定律求出加速度的大小. (2)由能的转化和守恒定律,导体杆穿过磁场,运动到圆轨道最高点的过程中损失的机械能转化为电路中焦耳热Q1和摩擦产生热Q2,根据牛顿第二定律求出最高点的速度,从而根据能量守恒求出整个电路产生的焦耳热. 【解析】 (1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1,根据动能定理则有 代入数据解得:v1=6.0m/s   导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势 E1=Blv1 此时通过导体杆的电流大小   I1= 导体杆刚进入磁场受到的安培力  F安=BI1l, 由牛顿运动定律有   F合=BI1l+μmg=ma  代入数据解得:a=6.4m/s2   (2)设导体杆离开磁场,恰好能运动到圆轨道最高点的速度为v2,由牛顿运动定律有 由能的转化和守恒定律,导体杆穿过磁场,运动到圆轨道最高点的过程中损失的机械能转化为电路中焦耳热Q1和摩擦产生热Q2, Q2=μmgd    代入数据解得:Q1=0.9 J 答:(1)导体杆刚进入磁场时,导体杆的速度为6m/s,加速度大小为6.4m/s2. (2)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热为0.9J.
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考点分析:
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(1)要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟,求他离开高台时的速度大小.
(2)欲使摩托车运动员能够飞越壕沟,其初速度v至少应为多大?
(3)为了保证摩托车运动员的安全,规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26m/s,那么,摩托车飞离高台时的最大速度vm应为多少?

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在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.
①实验时,应先将电阻箱的电阻调到______.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
②改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R=10Ω的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是______.(选填l或2)
方案编号电阻箱的阻值R/Ω
1400.0350.0300.0250.0200.0
280.070.060.050.040.0
③根据实验数据描点,绘出的manfen5.com 满分网图象是一条直线.若直线的斜率为k,在manfen5.com 满分网坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=______,内阻r=______(用k、b和R表示).

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放在水平地面上的物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示,根据图示信息,可确定下列哪些物理量( )
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B.物体在0-4s内因摩擦而产生的热
C.推力F在0-4s内所做的功
D.物体在0-4s内的动能变化量
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如图所示,“嫦娥奔月”的过程可以简化为:“嫦娥一号”升空后,绕地球沿椭圆轨道运动,远地点A距地面高度为h1,然后经过变轨被月球捕获,再经多次变轨,最终在距离月球表面高度为h2的轨道上绕月球做匀速圆周运动.若已知地球的半径为R1、表面重力加速度为g1;月球的质量为M2,半径为R2,引力常量为G,根据以上信息,不可以确定的是( )
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A.“嫦娥一号”在远地点A时的速度
B.“嫦娥一号”在远地点A时的加速度
C.“嫦娥一号”绕月球运动的周期
D.月球表面的重力加速度
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在电荷量分别为+2q和-q的两个点电荷形成的电场中,电场线分布如图所示.在两点电荷连线的中垂线上有a、b两点,以下说法正确的是( )
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A.a点的电势等于b点的电势
B.a点的电场强度等于b点的电场强度
C.将带负电的试探电荷从a点移到b点电场力做正功
D.一个带正电的试探电荷在a点时具有的电势能比在b点时大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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