題目列表(包括答案和解析)
如圖(甲)所示,電阻不計(jì)、間距為l的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),阻值為R的導(dǎo)體棒ab固定連接在導(dǎo)軌左端,另一阻值也為R的導(dǎo)體棒ef垂直放置在導(dǎo)軌上,ef與導(dǎo)軌接觸良好并可在導(dǎo)軌上無摩擦移動,F(xiàn)有一根輕桿一端固定在ef中點(diǎn),另一端固定于墻上,輕桿與導(dǎo)軌保持平行,ef、ab兩棒間距離為d。若整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,且從某一時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖(乙)所示的方式變化 。
(1)試判斷在0―2t0時(shí)間內(nèi)流過導(dǎo)體棒ef電流的方向;
(2)求在0―2t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ef產(chǎn)生的熱量;
(3)取輕桿受壓力為正,受拉力為負(fù),在圖(丙)坐標(biāo)系中畫出0―2t0時(shí)間內(nèi)輕桿受力F隨時(shí)間t的變化圖象,注意標(biāo)明特值點(diǎn)的坐標(biāo)。
如圖(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是質(zhì)量為M=2kg、長度為L=1m的勻質(zhì)薄板,OB是輕質(zhì)硬桿,下端通過光滑鉸鏈連接在水平地面上,支架可繞水平軸O在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,A端擱在左側(cè)的平臺上。已知AB長度l1=0.75m,OB長度h=0.5m,F(xiàn)有一質(zhì)量為m=2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物塊與AC間動摩擦因數(shù)μ=0.5。問:T型支架是否會繞O軸翻轉(zhuǎn)?
某同學(xué)的解題思路如下:
支架受力情況如圖(乙),設(shè)支架即將翻轉(zhuǎn)時(shí)物塊位于B點(diǎn)右側(cè)x處,根據(jù)力矩平衡方程: ,式中,解得。
此時(shí)物塊離A端。
然后算出物塊以v0=3m/s的初速度在AC上最多能滑行的距離s2;……比較這兩個(gè)距離:
若s2≤s1,則T型支架不會繞O軸翻轉(zhuǎn); 若s2 > s1,則會繞O軸翻轉(zhuǎn)。
請判斷該同學(xué)的解題思路是否正確。若正確,請按照該思路,將解題過程補(bǔ)充完整,并求出最后結(jié)果;若不正確,請指出該同學(xué)的錯(cuò)誤之處,并用正確的方法算出結(jié)果。
如圖(甲)所示的滑輪,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線,線的一端系一重物,另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端,將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降。運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,已知重力加速度為g,忽略所有摩擦。
(1)重物勻速下降的速度v的大小是多少?
(2)對一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測出相應(yīng)的重物做勻速運(yùn)動時(shí)的速度,可得出v-M實(shí)驗(yàn)圖線。圖(乙)中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時(shí)的兩條實(shí)驗(yàn)圖線,試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算B1和B2的比值。
(3)若M從靜止到勻速的過程中一共下降的高度為h,求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。
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