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题目
题型:不详难度:来源:
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
1
2
 kx2(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?魔方格
答案
(1)设水平拉力为F,则F=2μmg,对框架由牛顿第二定律:F-μmg=Ma,
解出a=
μmg
M

(2)设框架做匀速运动的速度大小为v,则感应电动势  E=BLv,回路中的电流 I=
E
R+R

对框架由力的平衡得F=BIL+μmg,联立以上各式解出 v=
2Rμmg
B2L2

(3)在框架滑过S的过程中,设产生的电热为Ql,摩擦生热为Q2
由功能关系Fs=
1
2
Kx2+
1
2
Mv2+Q1+Q2
,其中Q2=μmg(S-x),
在框架匀速后,对棒由力的平衡得 BIL+μmg=Kx,
联立以上各式并结合F=BIL+μmg,F=2μmg,解出 Q1=μmgS-
2MR2μ2m2g2
B4L4

答:(1)框架和棒刚开始运动的瞬间,框架的加速度为a=
μmg
M
;   
(2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度v=
2Rμmg
B2L2
; 
(3)回路中产生的电热Q1=μmgS-
2MR2μ2m2g2
B4L4
核心考点
试题【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】;主要考察你对牛顿第二定律及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能,使炮弹发射出去的.如图所示,把两根长为s,互相平行的铜制轨道放在磁场中,轨道之间放有质量为m的炮弹,炮弹架在长为l、质量为M的金属杆上,当有大的电流I1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得v1速度时刻加速度为a,当有大的电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,求垂直于轨道平面的磁感强度多大?(设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比).魔方格
题型:茂名一模难度:| 查看答案
(1)在“验证牛顿第二定律”的实验中,实验装置如图,有一位同学保持小车质量不变的情况下,通过实验测量作出了图乙、丙两幅图.

魔方格

①A图线不通过坐标原点的原因是______.
②A图上部弯曲的原因是______.
③B图线在纵轴上有截距的原因是______.
(2)某同学利用气垫导轨做验证牛顿运动定律的实验,步骤是:
①调平气垫导轨,在通气情况下滑块在导轨上不移动,然后关掉气源
②将两个光电门装在气垫导轨上(距导轨两端均还有一定的距离),并记下两个光电门间的距离L
③测出遮光片的宽度d,将遮光片装在滑块上
④将气垫导轨的一端垫上一定厚度的垫片,使气垫导轨两端的高度差为h
⑤接通气源,让滑块从导轨的一端由静止开始下滑,记下滑块先后经过两光电门的遮光时间t1、t2(均为毫秒级)
⑥改变垫片的厚度,使气垫导轨两端的高度差分别为2h、3h、…重复实验
请回答以下问题:
A.该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门时的速度,其表达式是V1=______V2=______
B.该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门这段位移的加速度,其表达式是a=______(用直接测得的物理量字母表示)
C.该同学通过实验得到了一组数据(见表),请你在坐标纸中做出a-h图象,从图象中得到a与h的关系是:______.
题型:不详难度:| 查看答案
序号垫高(cm)
.
a
(m/s2)
16.000.437
25.500.398
35.000.364
44.500.330
54.000.289
63.500.253
73.000.217
电梯的启动和减速过程均可视为匀变速运动.为了研究超重与失重现象.某同学(体重45kg)把一体重秤放在电梯的地板上,他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况(t0时刻电梯静止).先后记录了几个时刻体重秤的示数:(g=10m/s2
题型:不详难度:| 查看答案
题型:广州模拟难度:| 查看答案
题型:江苏模拟难度:| 查看答案
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时间t0t1t2t3t4
体重秤示数(kg)45.040.045.050.045.0
一个物体受到4N的力作用时,产生的加速度是2m/s2,那么这个物体在6N的力作用下,产生的加速度大小是(  )
A.1m/s2B.3m/s2C.5m/s2D.6m/s2
如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示.在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=l,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s.不计重力和空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正确的是(  )

魔方格
A.电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3v0:1
B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:3
C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π:2
D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1:5