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(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0...

(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0.5m,左端接有阻值R = 0.3Ω的电阻。一质量m = 0.1kg,电阻r = 0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B = 0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以 a = 2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x = 9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后下来,已知撤去外力后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2­­ = 2:1。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求

(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;

(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2

(3)外力做的功WF

 

(1)4.5C (2)1.8J (3)5.4J 【解析】【解析】 (1)设棒匀加速运动的时间为Δt,回路的磁通量变化量为:ΔΦ=BLx, 由法拉第电磁感应定律得,回路中的平均感应电动势为:E = 由闭合电路欧姆定律得,回路中的平均电流为:I = 通过电阻R的电荷量为:q = IΔt 联立以上各式,代入数据解得:q =4.5C (2)设撤去外力时棒的速度为v,棒做匀加速运动过程中,由运动学公式得: 设撤去外力后的运动过程中安培力做功为W,由动能定理得: W = 0-mv2 撤去外力后回路中产生的焦耳热:Q2 = -W 联立以上各式,代入数据解得:Q2 =1.8J (3)由题意各,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2 =2:1 可得:Q1 =3.6J 在棒运动的整个过程中,由功能关系可得:WF = Q1 + Q2 联立以上各式,代入数据解得:WF =5.4J  
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如图所示宽度为L=0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上导轨的一端连接阻值R=1 Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场磁感应强度大小B=5 T.一根质量m=100 g的导体棒MN放在导轨上并与导轨接触良好导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动运动速度v=10 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:

(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;

(2)作用在导体棒上的拉力的大小;

(3)当导体棒匀速运动30 cm时撤去拉力求运动30 cm和撤去拉力至棒停下来的整个过程中电阻R上产生的总热量.

 

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如图所示xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度大小均为B第二、四象限内没有磁场.一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab其圆心在原点O开始时导体环在第四象限t=0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动.若以逆时针方向的电流为正下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中正确的是(  )

A.     B.

C.     D.

 

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如图甲所示,光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示规定斜向下为B的正方向,导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好,除导体棒电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是

A.     B.

C.     D.

 

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(题文)据报道,嫦娥一号月球探测卫星已于2007年在西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭发射升空,正式开始我国探测月球的太空之旅。已知月球的半径为R。

(1)如图所示,在月球表面,有一倾角为θ的斜坡。以初速度v0向斜坡水平抛出一个小球,测得经过时间t,小球垂直落在斜坡上的C点。若在月球上发射一近月卫星,则最小发射速度多大?

(2)“嫦娥一号月球探测卫星变轨后沿圆形轨道环绕月球运行,运行周期为T。求卫星离月球表面的高度。

 

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如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中传送带足够长,倾角θ37°,煤块与传送 带间的动摩擦因数μ0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H1.8 m,与运煤车车厢中心的水平距离x1.2 m.现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点),煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动,后与传送带一起做匀速运动,到达主动轮时随轮一起匀速转动.要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车厢中心,取g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8,求:

(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R

(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t.

 

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