如图所示.光滑的金属框架abc固定在水平面内.顶角=53°.金属框架处在磁感应强度为B的匀强磁场中.磁场方向垂直水平面.t=0时.金属棒MN受向右的水平拉力F作用.从b点开始沿bc方向以速度v做匀速运动.在运动过程中MN始终垂直于bc.且与框架接触良好.框架bc边和金属棒MN单位长度的电阻均为r.框架ab边的电阻忽略不计.(1)求t时刻回路中的电流I,(2)写出拉力F与题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示，光滑的金属框架abc固定在水平面内，顶角=53°，金属框架处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直水平面，t=0时，金属棒MN受向右的水平拉力F作用，从b点开始沿bc方向以速度v做匀速运动，在运动过程中MN始终垂直于bc，且与框架接触良好，框架bc边和金属棒MN单位长度的电阻均为r，框架ab边的电阻忽略不计（sin53°=0．8）。

（1）求t时刻回路中的电流I；
（2）写出拉力F与杆的位移x的关系式，并类比v-t图象求位移的方法，写出拉力F做的功W与杆的位移x的关系式；
（3）求时间t内回路中产生的焦耳热Q。

（1）；（2）；（3）

解析试题分析：（1）杆的位移为时，
此时接入电路的杆长
感应电动势
回路的总电阻
t时刻回路中的电流   6分
（2）t时刻杆受到的拉力F等于安培力
拉力F做的功W与杆的位移x的关系为   6分
（3）时间t内，回路产生的焦耳热       4分
考点：电磁感应，功能关系

练习册系列答案

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物体从地面以60J的初动能竖直向上抛出，当它上升到某一高度A点时，动能减少了30J，机械能减少了10J。若空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则下列说法正确的是：

A．物体在最高点处重力势能为40J

B．物体落地时动能为20J

C．物体上升过程中动能与重力势能相等时，动能小于30J

D．物体下落过程中动能与重力势能相等时，重力势能大于20J

一只排球在A点被竖直抛出，此时动能为20 J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12 J，假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定，A点为零势能点，则在整个运动过程中，排球的动能变为10 J时，其重力势能的可能值为________、_________。

（18分）如图甲，光滑的水平面上有三个滑块a、b、c；a、b的质量均等于1kg；b、c被一根轻质弹簧连接在一起，处于静止状态；在t=0时，滑块a突然以水平向右的速度与b正碰，并瞬间粘合成一个物体（记为d）；此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，d的速度随时间做周期性变化，如图乙。则：

（1）求滑块a的初速度大小以及a、b正碰中损失的机械能△E；
（2）求滑块c的质量；
（3）当滑块c的速度变为v_x瞬间，突然向左猛击一下它，使之突变为－v_x，求此后弹簧弹性势能最大值E_p的表达式，并讨论v_x取何值时，E_p的最大值E_pm。

（10分）如图所示，竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，另一端与质量为3kg的物体B固定在一起，质量为1kg的物体A置于B的正上方5cm处静止。现让A自由下落（不计空气阻力），和B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后粘在一起。已知碰后经0.2s下降了5cm 至最低点，弹簧始终处于弹性限度内（g取10 m/s²）求：
①从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量；
②从碰后至返回到碰撞点的过程中，弹簧对物体B冲量的大小。

如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD的光滑，内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A，以初速度v₀向右运动，球的尺寸略小于两圆间距，球运动的半径R=0.2m，取g=10m/s²。

（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v₀至少为多少？
（2）若v₀=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？
（3）若v₀=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？
(本题12分。第一小题3分。第2小题3分，第3小题6分)

如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。

（1）求初始时刻导体棒受到的安培力。
（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹力势能为，则这一过程中安培力所做的功W₁和电阻R上产生的焦耳热Q₁分别为多少？
（3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？

如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab间距离L_ab=6cm，bc间距离L_bc=10cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角。一个带电量q=-4×10^-8的负电荷从b点移到c点克服电场力做功2×10^-6。求：

（1）匀强电场的电场强度为多大；
（2）该电荷从a点移到b点，该电荷的电势能的变化量；
（3）a、c两点间的电势差。

在下列物理现象或者物理过程中，机械能不守恒的是（）

A．匀速下落的降落伞

B．石块在空中做平抛运动（不计空气阻力）

C．沿斜面匀速上行的汽车

D．细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动

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