如圖甲所示,表面絕緣、傾角θ=30°的斜面固定在水平地面上,斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,其邊界與斜面底邊平行,磁場方向垂直斜面向上.一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形金屬框abcd,放在斜面的底端,其中ab邊與斜面底邊重合,ab邊長L=0.50m.從t=0時(shí)刻開始,線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,從靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框的ab邊離開磁場區(qū)域時(shí)撤去拉力,線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),線框向上運(yùn)動(dòng)過程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示.已知線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終未脫離斜面,且保持ab邊與斜面底邊平行,線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)線框受到的拉力F的大;
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.
(1)F="1.5" N(2)(3)
解析試題分析:(1)由v-t圖象可知,在0~0.4s時(shí)間內(nèi)線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v1=2.0m/s,所以:
………………①
………………②
聯(lián)解①②代入數(shù)據(jù)得:
F="1.5" N ………………③
(2)由v-t圖象可知,線框進(jìn)入磁場區(qū)域后以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng),由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律有:E=BLv1…④
由歐姆定律得:…⑤
對(duì)于線框勻速運(yùn)動(dòng)的過程,由力的平衡條件有:…⑥
聯(lián)解④⑤⑥代入數(shù)據(jù)得:…⑦
(3)由v-t圖象可知,線框進(jìn)入磁場區(qū)域后做勻速直線運(yùn)動(dòng),并以速度v1勻速穿出磁場,說明線框的寬度等于磁場的寬度,即為: ⑧
線框在減速為零時(shí),有:
所以線框不會(huì)下滑,設(shè)線框穿過磁場的時(shí)間為t,則:…⑨
…⑩
聯(lián)解④⑤⑥代人數(shù)據(jù)得:…(11)
考點(diǎn):導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);力的合成與分解的運(yùn)用;共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用;閉合電路的歐姆定律.
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
為了節(jié)省能量,某商場安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無人乘行時(shí),扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時(shí),它會(huì)先慢慢加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程,如圖所示。那么下列說法中正確的是
A.顧客始終受到三個(gè)力的作用 |
B.顧客始終處于超重狀態(tài) |
C.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下 |
D.顧客對(duì)扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
特種兵過山谷的一種方法可化簡為如右圖所示的模型:將一根長為2d、不可伸長的細(xì)繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等高處,懸繩上有小滑輪P,戰(zhàn)士們相互配合,可沿著細(xì)繩滑到對(duì)面。開始時(shí),戰(zhàn)士甲拉住滑輪,質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài),AP豎直,則此時(shí)甲對(duì)滑輪的水平拉力為_________mg;若甲將滑輪由靜止釋放,則乙在滑動(dòng)中速度的最大值為_________。(不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量,不計(jì)滑輪的大小及摩擦)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(6分)如圖所示,斜面傾角θ=30°,物體重G=100N,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,用平行于斜面向上的拉力F拉物體使其沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng),求拉力F的大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,水平地面上有一個(gè)重115N的木箱,F(xiàn)用與水平方向夾角=37°斜向上的力F拉木箱,使木箱沿水平地面勻速運(yùn)動(dòng)。已知F=25N,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)畫出木箱受力的示意圖;(2)求地面對(duì)木箱的支持力大;(3)求木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
用繩AC和BC吊起一重物處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示. AC繩與豎直方向夾角370,BC繩與豎直方向夾角為530,g取10 m/s2,sin370=0.6,sin530=0.8
求:(1)當(dāng)所掛重物質(zhì)量為4kg時(shí),兩繩子所受拉力多大?
(2)若AC能承受的最大拉力為80 N,BC能承受的最大拉力為90 N,為使兩繩不斷,則所掛物體質(zhì)量不能超過多少?(10分)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
質(zhì)量為m的物體A放在傾角為θ=37°的斜面上時(shí),恰好能勻速下滑,如圖(a)所示;現(xiàn)用細(xì)線系住物體A,并平行于斜面向上繞過光滑的定滑輪,另一端系住物體B,物體A恰好能沿斜面勻速上滑,如圖(b)所示,求物體B的質(zhì)量.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan370=0.75)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)高壓輸電線及支撐電線的鐵塔,可將之視為如圖所示的結(jié)構(gòu)模型。已知鐵塔(左右對(duì)稱)質(zhì)量為m,塔基寬度為d,塔高為H,相鄰鐵塔間輸電線的長度為L,其單位長度的質(zhì)量為m0,輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角。求:
(1)每個(gè)鐵塔對(duì)塔基的壓力;
(2)輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受的拉力大小分別為多少?
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