即
-mgsinθ-
=
…………………………………(或6分)
解得v1=
……………………………………………………………… (1分)
即
-mgsinθ-
=0……………………………………( 或5分)
解得 B1=1T………………………………………………………………(1分)
小电动机刚达到额定功率时,设金属棒所受拉力大小为F1,加速度大小为a,运动的速度大小为v1,流过金属棒的电流为I1,根据牛顿第二定律得
P=F1v1……………………………………………………………………(1分)
v2=at……………………………………………………………………(1分)
F1-mgsinθ-B1I
E1= B1lv1……………………………………………………………… (1分)
………………………………………………………………(1分)
在t=0时刻有
………………………………………(2分)
F0 =2 N………………………………………………………………… (1分)
B=(2+2t) T………………………………………………………………(2分)
(2)由图丙可知,金属棒运动的最大速度vm=5 m/s,此时金属棒所受合力为零,设金属棒此时所受拉力大小为Fm,流过棒中的电流为Im,则
P=Fmvm……………………………………………………………………(1分)
Fm-mgsinθ-B1Iml =0…………………………………………………(2分)
Em= B1lvm …………………………………………………………………(1分)
……………………………………………………… (3分)
由图乙可知在任意时刻t外力F = (2+t) N…………………………(1分)
25. 解:(1)由于磁场均匀增大,所以金属棒中的电流I大小保持不变,安培力F安方向沿斜面向下,设任意时刻t磁感应强度为B,金属棒静止,合外力为零,则
…………………………………………………………………(2分)
W=54 J ………………………………………………………………………… (1分)
由能量守恒得
……………………… (2分)
Epm= 36 J………………………………………………………………………… (1分)
(3)从弹簧被压缩到被压缩到最短的过程中,根据功能关系有
在以后的过程中,当物块C和1、B的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为vm,由动量守恒 (m1+mB)vB = (m1+mB+mC)vm……………………(2分)
vm=
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