【題目】如圖甲所示,斜面傾角為37°,一寬為l=0.43 m的有界勻強磁場垂直于斜面向上,磁場邊界與斜面底邊平行.在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框,線框沿斜面下滑,下邊與磁場邊界保持平行.取斜面底邊重力勢能為零,從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中,線框的機械能E和位移s之間的關系如圖乙所示,圖中①、②均為直線段.已知線框的質量為m=0.1 kg,電阻為R=0.06 Ω,重力加速度取g=10 m/s2.求:
(1)金屬線框與斜面間的動摩擦因數;
(2)金屬線框剛進入磁場到恰完全進入磁場所用的時間;
(3)金屬線框穿越磁場的過程中,線框中產生的最大電功率(本小題保留兩位有效數字).
【答案】(1)0.5 (2)0.125 s (3)0.43 W
【解析】(1)減少的機械能等于克服摩擦力所做的功ΔE1=Wf1
而ΔE1=0.900 J-0.756 J=0.144 J
Wf1=μmgcos37s1
其中s1=0.36 m
解得μ=0.5
(2)金屬線框進入磁場的過程中,減小的機械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,機械能仍均勻減小,因此安培力也為恒力,線框做勻速運動v=2as1
其中a=gsin37°-μgcos37°=2 m/s2
可解得線框剛進磁場時的速度大小為v1=1.2 m/s
ΔE2=Wf2+WA=(f+FA)s2
其中ΔE2=0.756 J-0.666 J=0.09 J
f+FA=mgsin37°=0.6 N
s2為線框的側邊長
即線框進入磁場過程運動的距離,可求出
s2=0.15 m t==0.125 s
(3)線框剛出磁場時速度最大,線框內的電功率最大
Pm=I2R=
由v=v+2a(l-s2)
可求得v2=1.6 m/s
根據線框勻速進入磁場時,FA+μmgcos37°=mgsin37°
可求出FA=0.2 N
又因為FA=BIL=
可求出B2L2=0.01
代入數據解得Pm=I2R==0.43 W
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【題目】兩實心小球甲和乙由同一種材料制成,甲球質量小于乙球質量.兩球在空氣中從靜止開始下落,假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無關.若它們下落相同的距離,則( )。
A. 甲球用的時間比乙球長
B. 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C. 甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D. 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功。
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【題目】某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究.他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動,并將小車運動的全過程記錄下來,通過處理轉化為v﹣t圖象,如圖所示(除2s﹣10s時間段圖象為曲線外,其余時間段圖象均為直線).已知在小車運動的過程中,2s﹣14s時間段內小車的功率保持不變,在14s末停止遙控而讓小車自由滑行,小車的質量為1.0kg,可認為在整個運動過程中小車所受到的阻力大小不變.求:
(1)小車所受到的阻力大小;
(2)小車勻速行駛階段的功率;
(3)小車在整個運動過程中位移的大。
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【題目】一列簡諧橫波如圖所示,t1時刻的波形如圖中實線所示,t2時刻的波形如圖中虛線所示,已知△t=t2﹣t1=0.5s,問:
(1)若波向左傳播,則這列波的傳播速度是多少?
(2)若波向右傳播,且4T<△t<5T,波速是多大?
(3)若波速等于100m/s,則波向哪個方向傳播?
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【題目】兩個小球A、B在光滑水平面上相向運動,已知它們的質量分別是m1=4 kg,m2=2 kg,A的速度v1=3 m/s(設為正),B的速度v2=-3 m/s,則它們發(fā)生正碰后,其速度可能分別是( )
A. 均為+1 m/s
B. +4 m/s和-5 m/s
C. +2 m/s和-1 m/s
D. -1 m/s和+5 m/s
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【題目】如圖所示,質量不計的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(形變在彈性限度內),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后又下落,如此反復。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測出該過程中彈簧彈力F隨時間t變化的圖像如圖所示,則
A.運動過程中小球的機械能守恒
B.t2時刻小球的加速度為零
C.t1~ t2這段時間內,小球的動能在逐漸減小
D.t2~ t3這段時間內,小球的動能與重力勢能之和在增加
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【題目】關于相互接觸的兩個物體之間的彈力和摩擦力,以下說法中正確的是( )
A. 有彈力必有摩擦力
B. 有摩擦力必有彈力
C. 摩擦力一定阻礙物體的運動
D. 以上說法都不正確
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【題目】如圖所示,一個很長的光滑導體框傾斜放置,頂端接有一個燈泡,勻強磁場垂直于線框所在平面,當跨放在導軌上的金屬棒下滑達穩(wěn)定速度后,小燈泡獲得一個穩(wěn)定的電功率,除小燈泡外其他電阻均不計,則若使小燈泡的電功率提高一倍,下列措施可行的是( )
A.換用一個電阻為原來2倍的小燈泡
B.將金屬棒質量增為原來的2倍
C.將導體框寬度減小為原來的一半
D.將磁感應強度減小為原來的
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