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如图所示,倾角为、宽度为、长为的光滑倾斜导轨,导轨C1D1、C2D2顶端接有定值...

如图所示,倾角为、宽度为、长为的光滑倾斜导轨,导轨C1D1C2D2顶端接有定值电阻,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=5T,C1A1C2A2是长为S=4.5m的粗糙水平轨道,A1B1A2B2是半径为R=0.5m处于竖直平面内的光滑圆环(其中B1B2为弹性挡板),整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m=2kg、电阻不计的金属棒MN,当开关S闭合时,金属棒从倾斜轨道顶端静止释放,已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达最大速度,当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S,(不考虑金属棒MN经过接点C1C2处和棒与B1B2处弹性挡板碰撞时的机械能损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ=0.1,g=10m/s2)。求:

(1)开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度;

(2)金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q

(3)当金属棒第三次经过A1A2时对轨道的压力。

 

(1)vm=6m/s (2)Q=4J (3),方向竖直向下 【解析】试题分析:(1)开关闭时,金属棒下滑时切割磁感线运动,产生感应电动势,产生感应电流,受到沿斜面向上的安培力,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为0时,速度最大.根据牛顿第二定律和安培力与速度的关系式结合,求解即可. (2)下滑过程中,重力势能减小,动能增加,内能增加,根据能量守恒求出整个电路产生的热量,从而求出电阻上产生的热量. (3)由能量守恒定律求出金属棒第三次经过A1A2时速度,对金属棒进行受力分析,由牛顿定律求解. (1)金属棒最大速度时电动势①,电流②,安培力③ 金属棒最大速度时,由牛顿第二定律有④ 所以最大速度⑤ (2)金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中,由能量守恒定律可得⑥,代入数据得Q=4J…⑦ (3)金属棒第三次经过A1A2时速度为VA,由能量守恒定律得:⑧ 金属棒第三次经过时,由牛顿第二定律有…⑨ 由牛顿第三定律有,金属棒对轨道的压力大小,方向竖直向下.  
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如图所示,物块A静止在光滑水平面上,木板B和物块C一起以速度向右运动,与A发生弹性正碰,已知=5m/s,CB之间动摩擦因数μ=0.2,木板B足够长,取,求

(1)BA碰撞后AB物块的速度v1v2

(2)BC共同的速度v3

(3)整个过程中系统增加的内能。

 

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一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某大学,已知发电机的输出功率为为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1:5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中电抗造成电压的损失不计,求:

(1)升压变压器副线圈的端电压;

(2)输电线上损耗的电功率;

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比

(4)大学全校都是安装了“220V 40W”的电灯,问此时共有多少盏电灯亮?

 

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如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化.求:

(1)交流电动机产生的电动势的最大值;

(2)电路中交流电压表的示数.

 

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AB两物体在光滑水平面上沿同一直线运动,图表示发生碰撞前后的v-t图线,由图线可以判断,AB的质量比为________,AB作用前后总动量 __________(填“守恒”或“不守恒”),AB作用前后总动能___________(填“改变”或“不变”)

 

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用半径相同的两小球AB的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的距离分别用OM、OP、ON表示,并知AB两球的质量分别为mAmB,(且mA>mB,)则碰撞前后系统动量守恒满足的表达式为_____________________

 

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