如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與重合),自靜止開始沿斜面下滑,下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場后滑至斜面底端(金屬框下邊與重合),設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為,與此對應(yīng)的位移為s,那么圖象(記錄了線框運(yùn)動(dòng)全部過程)如圖乙所示,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場方向垂直斜面向上。試問:()
⑴根據(jù)圖象所提供的信息,計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間為多少?
⑵勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?
⑶現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上,使金屬框從斜面底端(金屬框下邊與重合)由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),勻速通過磁場區(qū)域后到達(dá)斜面頂端(金屬框上邊與重合)。試計(jì)算恒力F做功的最小值。
解:由圖可知,物體運(yùn)動(dòng)分為三段,設(shè)位移分別為、、對應(yīng)的時(shí)間分別為、、。
=0.9m =0 勻加速運(yùn)動(dòng)
=1.0m =3m/s 勻速運(yùn)動(dòng)
=1.6m 初速=3m/s 末速度=5m/s 勻加速運(yùn)動(dòng)
⑴第一段做勻加速運(yùn)動(dòng),由公式得:(1分)
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:(1分)
第二段做勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:(1分)
第三段做勻加速運(yùn)動(dòng),由公式得:(1分)
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:(1分)
總時(shí)間為:(2分)
⑵線框通過磁場時(shí),線框做勻速運(yùn)動(dòng),線框受力平衡。
在區(qū)域,由牛頓第二定律有:(1分)
穿過磁場區(qū)域時(shí),有: (1分)
所以,(1分)
由題干分析得:線框的寬度=0.5m(1分)
解得:(1分)
⑶設(shè)恒力作用時(shí)金屬框上邊進(jìn)入磁場速度為,由動(dòng)能定理有:
(2分)
線框穿過磁場時(shí),有:(2分)
又由解得:m/s,N(2分)
由于,所以穿過磁場后,撤去外力,物體仍可到達(dá)頂端。
∴力F做功為:
解析:略
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
| ||
6 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
A、B點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn),場強(qiáng)E=1V/m | B、由C點(diǎn)到A點(diǎn)物塊的電勢能先減小后變大 | C、由C點(diǎn)到A點(diǎn),電勢逐漸降低 | D、B、A兩點(diǎn)間的電勢差為UBA=8.25V |
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com