题目内容

如图(A)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距l=0．3 m，导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻尺=0．4Ω．导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得U随时间t变化的关系如图(B)所示．
    (1)试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小．
    (2)求第2s末外力F的瞬时功率．
    (3)如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为0.3J；求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少．
   
(20分)解：(1)(7分)设路端电压为U；杆的运动速度为υ，有：由图(B)可得U=0.1t 所以速度υ=lt (4分)因为速度υ正比于时间t，所以杆做匀加速直线运动a=1m/s2 (1分)(用其它方式证明可参照给分)。(2)(6分)在2s末，υ=at=2 m／s杆受安培力 (2分)由牛顿第二定律，对杆有： F―F'= ma 得：拉力F=0．175N (2分)∴2s末的瞬时功率P=Fυ=0.35W (2分)(3)(7分)在2s末，杆的动能由能量守恒定律，回路产生的焦耳热 Q=W―EK = 0.1J (2分)根据Q=I2Rt，即Q∝R ∴在R上产生的焦耳热 (4分)
练习册系列答案
相关题目
（1）如图a所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点．设滑块所受支持力为FN．OP与水平方向的夹角为θ．则F=
mgcotθ
mgcotθ
，FN=
mg
sinθ
mg
sinθ
．
（2）2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多可地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，则R1：R2=
34
：1
34
：1
．a1：a2=
1：
316
1：
316
（可用根式表示）
（3）一质量为M、倾角θ为的斜面体在水平地面上，如图b中质量为m的小木块（可视为质点）放在斜面上，现用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和木块始终保持静止状态，则小木块受到斜面的最大摩擦力为
F+mgsinθ
F+mgsinθ
，斜面体受到地面的最大摩擦力为
F
F
．
如图a所示，光滑水平面上两个可看作质点的小球A、B在同一直线上运动，A球在前，B球在后，开始时B的速度大于A的速度，A、B两球之间有大小相等方向相反的与它们的距离平方成反比的斥力作用，这种相互作用力对应着一种能可以称之为相互作用能．在运动过程中，两个小球始终没有相撞，总动能和它们之间的相互作用能相互转化但总能量不变．
李云和几位同学在一起研究这样一个问题：两个小球在什么状态下，它们之间的相互作用能最大．
在研究的过程中，李云提出了上面的问题可以用如图b所示的情境类比．图b中A′、B′是两个在光滑水平面上同一直线上运动的滑块，A′与一轻质弹簧相连接．开始时B′的速度大于A′，在B′压缩弹簧后，当A′、B′的速度相等时，弹簧的弹性势能最大．
下列说法中正确的是（　　）
（2011?厦门模拟）如图a所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷．t=0时，乙电荷向甲运动，速度为6m/s，甲的速度为0．之后，它们仅在静电力的相互作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图象分别如图b中甲、乙两曲线所示．则由图线可知（　　）
精英家教网如图a所示，光滑水平面上的两个物体A、B在运动中彼此间发生了相互作用，图b为A、B相互作用前后的速度一时间图象，（　　）
精英家教网如图a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量m的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0进入匀强磁场时开始计时t=0，此时线框中感应电动势为E，则线框右侧边的两端MN间电压为
 
．在3t0时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场．此过程中v-t图象如图b所示，线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为
 
．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网