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如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左...

如图所示,efgh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.

1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?

2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?

3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程所需的时间是多少?

 

(1)若施加的水平外力恒为F=8N,金属棒达到的稳定速度v1是4m/s. (2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,金属棒达到的稳定速度v2是3m/s. (3)该过程所需的时间是0.5s. 【解析】试题分析:(1)E=BLv,I=E/R,F安=BIL 稳定时:F=F安= B2L2v/R,∴v1=4m/s (2)速度稳定时,F=F安 PF=PF安=" Fv=" B2L2v2/R PF=18W ∴v2=3m/s (3)由动能定理得:Pt+W安=mv2 W安="-Q=" -8.6J ∴t=0.5s
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考点分析:
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如图所示,一根电阻为R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场0.5m时,线圈中产生的电能为Ee=3J。求:

(1)此时线圈的运动速度

(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压

(3)此时线圈加速度大小

 

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如图所示,足够长的两光滑导轨水平放置,两条导轨相距为d,左端MN用阻值不计的导线相连,金属棒ab可在导轨上滑动,导轨单位长度的电阻为r0,金属棒ab的电阻不计.整个装置处于竖直向下的均匀磁场中,磁场的磁感应强度随时间均匀增加,B=kt,其中k为常数.金属棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿导轨向右做匀速运动,t=0时,金属棒ab与MN相距非常近.求:

(1)当t=to时,水平外力的大小F.

(2)同学们在求t=to时刻闭合回路消耗的功率时,有两种不同的求法:

方法一:t=to时刻闭合回路消耗的功率P=F•v.

方法二:由Bld=F,得I=  (其中R为回路总电阻)

这两种方法哪一种正确?请你做出判断,并简述理由.

 

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如图是一个瓶盖形的有底的中空圆柱形工件,要求用游标卡尺测量其体积。工件的内径、外径、高和孔深分别用d、D、H、h表示,它们应依次用游标卡尺的____________________________部分来测量。

 

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