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如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距为...

如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距为L=1m,定值电阻R1=4Ω,R2=2Ω,导轨上放一质量为m=1kg的金属杆,导轨和金属杆的电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下,现用一拉力F沿水平方向拉杆,使金属杆由静止开始运动.图乙所示为通过R1中的电流平方随时间变化的I12-t图线,求:
(1)5s末金属杆的动能;
(2)5s末安培力的功率
(3)5s内拉力F做的功.

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(1)根据图线得出5s末的电流,结合切割产生的电动势等于 R1两端的电压,求出5s末的速度,从而求出5s末金属杆的动能. (2)通过5s末通过电阻R1中的电流,结合串并联电路的特点求出总电流,从而得出安培力的大小,得出安培力的功率. (3)根据图线围成的面积得出在R1中产生的热量,从而得出整个回路产生的热量,结合动能定理求出拉力F做的功 【解析】 (1)根据切割产生的电动势等于 R1两端的电压得,E=BLv=I1R1, v==m/s=5 m/s, 则动能Ek=mv2=2.5J; (2)通过金属杆的电流I=3I1=3A, 金属杆所受的安培力FA=BIL=2.4N,   则PA=FAv=2.4W; (3)根据图线,I12t即为图线与时间轴包围的面积,所以WA=3I12R1t=3××5×0.2×4=6 J 又根据动能定理得,WF-WA=Ek,得WF=WA+Ek=8.5 J. 答:(1)5s末金属杆的动能为2.5J. (2)5s末安培力的功率为2.4W. (3)5s内拉力F做的功为8.5J.
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考点分析:
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如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板M、N关于OO'连线对称放置,在M、N之间形成一个匀强电场,金属板长L=2×10-2m,板间距离d=4×10-3m,偏转电场所加电压为u2=20V,现在A、B两板间加一个如图(乙)所示的变化电压u1,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u1随时间变化的第一个周期内:
(1)在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O′射出?
(2)在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?
(由于A、B两板距离很近,可认为电子穿过A、B板所用的时间极短,可不计.)
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如图一所示,ABCD是一个T型支架,已知整个支架的质量为m1=5kg,质心在BD上、离B点0.2m的O点处,BD=0.6m,D点通过铰链连接在水平地面上,ABC部分成为一斜面,与水平地面间的夹角为37°,且AB=BC.现有一质量为m2=10kg的钢块以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面,钢块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.问:T型支架会不会绕D点转动?
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某同学的解题思路如下:
可以先算出钢块静止在ABC上恰好使支架转动的位置,如图二所示.根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子:MN=Mf+MG,可根据该式子求出该位置到C点的距离S1
( MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩,其中N=m2gcos37°,f=m2gsin37°.)
然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离S2
比较这两个距离:若S1≥S2,则T型支架不会绕D点转动;若S1<S2,则会转动.
请判断该同学的解题思路是否正确,若正确,请按照该思路,写出详细的解题过程,求出结果;若不正确,请给出你认为的正确解法.
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如图甲所示,竖直放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度与质量均不计,在B处设有限制装置,使活塞只能在B以上运动,B以下汽缸的容积为V,A、B之间的容积为0.2V.开始时活塞在A处,温度为87℃,大气压强为p,现缓慢降低汽缸内气体的温度,直至活塞移动到A、B的正中间,然后保持温度不变,在活塞上缓慢加砂,直至活塞刚好移动到B,然后再缓慢降低汽缸内气体的温度,直到-3℃.求:
(1)活塞刚到达B处时的温度TB
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线.

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某物体在地面上所受重力为G,将它放在卫星中,在卫星随火箭向上匀加速度升空的过程中,当卫星离地面高为H时支持该物体的支持物对其弹力为N,设地球半径为R,第一宇宙速度为v,求火箭上升的加速度.
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如图(a)所示,一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带,传送带的运行速度大小为v=4m/s,方向如图.滑块离开传送带后在离地H高处水平抛出,空气阻力不计,落地点与抛出点的水平位移为s.改变h的值测出对应的 s值,得到如图(b)所示h≥0.8m范围内的s2随h的变化图线,由图线可知,抛出点离地高度为H=    m,图中hx=    m.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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