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    已知cd棒的质量为m.电阻为R.ab棒的质量.阻值均未知.区域Ⅱ沿斜面的长度为2l.在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域Ⅱ.重力加速度为g.求:(1)通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向,(2)当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率,(3)ab棒开始下滑的位置离EF的距离,(4)ab棒从开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    不计电阻的光滑平行轨道EFG、PMN构成相互垂直的L型，磁感应强度为B的匀强磁场方向与水平的EFMP平面夹角θ（θ＜45°）斜向上，金属棒ab、cd的质量均为m、长均为L、电阻均为R．ab、cd由细线通过角顶处的光滑定滑轮连接，细线质量不计，ab、cd与轨道正交，已知重力加速度为g．
    （1）求金属棒的最大速度vmax；
    （2）当金属棒速度为v时，且v小于最大速度vmax时，求机械能损失的功率P1和电阻的发热功率P2．

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    、如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M，宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计。垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为 k 的另一端固定的轻弹簧相连。开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止。现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的。水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。

           问：（1）框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？

       （2）框架最后做匀速运动（棒处于静止状态）时的速度多大？

       （3）若框架通过位移S后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2/2（x为弹簧的形变量），则在框架通过位移S的过程中，回路中产生的电热为多少？

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    （12分）、如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M，宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计。垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为 k 的另一端固定的轻弹簧相连。开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止。现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的。水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。

           问：（1）框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？

       （2）框架最后做匀速运动（棒处于静止状态）时的速度多大？

       （3）若框架通过位移S后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2/2（x为弹簧的形变量），则在框架通过位移S的过程中，回路中产生的电热为多少？

     

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    （12分）、如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M，宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计。垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k 的另一端固定的轻弹簧相连。开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止。现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的。水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。
    问：（1）框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？
    （2）框架最后做匀速运动（棒处于静止状态）时的速度多大？
    （3）若框架通过位移S后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2/2（x为弹簧的形变量），则在框架通过位移S的过程中，回路中产生的电热为多少？

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    （12分）、如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M，宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计。垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为 k 的另一端固定的轻弹簧相连。开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止。现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的。水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。

           问：（1）框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？

       （2）框架最后做匀速运动（棒处于静止状态）时的速度多大？

       （3）若框架通过位移S后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2/2（x为弹簧的形变量），则在框架通过位移S的过程中，回路中产生的电热为多少？

     

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    一、二、选择题（共31分）

    题号

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    答案

    A

    C

    D

    C

    B

    AC

    AD

    ACD

    AD

    三、填空题（共40分）

    10．（1）21.0  400  （每空2分）

    （2）① B     C   （每空2分）   ②  A （2分）

    11．F/2 ? mg     C  （每空3分）

    12．B（1）(4分)相反  早   （2）(4分) ACD   （2）(4分)高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。R/2

    C（1）(4分)E  高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。   （2）(4分) BC   （3）(4分) 1m/s   

    四、计算题（共49分）

    13．解、（1）最后物块相对皮带静止，动能不变，摩擦力对物块做功为0

    求得相对位移高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。，高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

     

    高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。（2）先以传送带为参考系考虑问题：开始时物块相对于传送带的速度大小为高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。v，方向与x轴成1350。滑动摩擦力方向总与相对运动方向相反，即与x轴成-450。如图所示。由于物块受到的外力为恒力，它相地于传送带做的是匀减速直线运动，至速度减为0，就不再受摩擦力作用，将与传送带保持相对静止。现在再转换到以地面为参考系：物块先做初速度为v（方向沿+y方向）、加速度为μg的匀变速曲线运动，加速度方向始终与皮带边缘成-45º夹角；然后物块随皮带一起沿+x方向做速度为v的匀速直线运动。

    物块在皮带上的运动（相对地面）x方向是初速为0的匀加速运动，vx=ax?t，y方向是初速为v的匀减速运动，vy=v-ay?t，其中ax=ay=高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。.合速度为高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。，即高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。，当高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。时，高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。有最小值，最小速度高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

    （或者利用斜抛运动最高点速度最小求解）

    （3）以地面为参考系，对整个运动过程应用动能定理，得摩擦力对物块做的功W=0。以传送带为参考系，整个运动过程物块动能的减小即等于生的热。得高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。。如果求生的热，应先求相对于传送带的位移。

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    14．（1）通过cd棒的电流方向 d→c，区域I内磁场方向为垂直于斜面向上

    （2）对cd棒，F安=BIl=mgsinθ所以通过cd棒的电流大小I =

    当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率P=I2R=

    （3）ab棒在到达区域II前做匀加速直线运动，a==gsinθ

    cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域II前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动

    可得；=Blvt    =Blgsinθt x    所以t x=

    ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度vt=

    则ab棒开始下滑的位置离EF的距离h= a tx2+2l=3l（3分）

    （4） ab棒在区域II中运动的时间t2==

    ab棒从开始下滑至EF的总时间t= tx+t2=2 ε=Blvt =Bl

    ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：Q=εIt=4mglsinθ

        15．（1）高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即

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    （2）设cd中心为O，向c端偏转的高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。粒子，当圆周轨迹与cd相切时偏离O最远，

    设切点为P，对应圆心O1，如图所示，则由几何关系得：高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

    向d端偏转的高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。粒子，当沿Sb方向射入时，偏离O最远，设此时圆周轨迹与cd交于Q点，对应圆心O2，如图所示，则由几何关系得：高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

    故金箔cd被高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。粒子射中区域的长度L= 高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

    （3）设从Q点穿出的高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。粒子的速度为高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。，因半径O2Q∥场强E，则高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。⊥E，故穿出的高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。粒子在电场中做类平抛运动，

    沿速度高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。方向做匀速直线运动，位移高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

    沿场强E方向做匀加速直线运动，位移高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

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