如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度B
=1T,将一根质量为m=0.04kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,已知cd距离NQ为s=2m.试解答下列问题:
(1)请定性说明金属棒在到达稳定速度前的加速度和速度各如何变化?
(2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(3)金属棒达到的稳定速度多大?
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度应B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)?.
考点分析:
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如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L
1,垂直纸面的长度为L
2.在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为L
3的导体棒使膜形成平面.在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将其转化成电能.光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定).导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出).
(1)再有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成θ=60°时,导体棒受力处于平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率.
(2)当θ变成45°时,光电池板接收到的光能对应的功率P’与当θ=60°时光电池板接收到的光能对应的功率P之比?
(3)当θ变成45°时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒处于平衡外,还能输出多少额外电功率?
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如图所示V的气缸是由横截面积不等的两段圆柱形竖直管道A和B相互连接而成,A的截面积S
A=40cm
2,B的截面积S
B=20cm
2,其中用光滑不漏气的活塞a和b封闭着一定量的理想气体,已知活塞a的质量m
a=8kg,活塞b的质量m
b=4kg,两活塞用一段不可伸长的细绳相连,最初活塞a位于管道A的下端,此时,气体的温度为-23°C,细绳恰好伸直但无张力,然后对气缸缓慢加热,使气体温度升高,已知大气压强p
=10
5Pa,求:
(1)开始时气体的压强p
1;
(2)温度上升到多高时,两活塞开始上升;
(3)温度上升到多高时,活塞b才能上升到管道B的上端?
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某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图象,如图所示(除2s-10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知在小车运动的过程中,2s-14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变.求:
(1)小车所受到的阻力大小;
(2)小车匀速行驶阶段的功率;
(3)小车在加速运动过程中位移的大小.
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如图所示,斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连,斜面倾角为θ=45°,半圆轨道的半径为R,一小球从斜面的顶点A由静止开始下滑,进入半圆轨道,最后落到斜面上,不计一切摩擦.试球:(结果可保留根号).
(1)欲使小球能通过半圆轨道最高点C,落到斜面上,斜面AB的长度L至少为多大?
(2)在上述最小L的条件下,小球从A点由静止开始运动,最后落到斜面上的落点与半圆轨道直径BC的距离,x为多大?
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设雨点下落过程中所受空气阻力大小与速度成正比,且与雨点半径的α次方成正比(1<α<2),现有两个大小不同的雨点从同一高度的云层静止起下落,那么先到达地面的是
(填“大”或“小”)雨点,接近地面时速度较小的是
(填“大”或“小”)雨点.
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