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19.相距L=1.5m的足夠長金屬導軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同.a(chǎn)b棒光滑,cd棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8Ω,導軌電阻不計.a(chǎn)b棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放.
(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大��;
(2)已知在2s內(nèi)外力F做功40J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱.

分析 (1)由E=BLv、I=ER、F=BIL、v=at,及牛頓第二定律得到F與時間t的關(guān)系式,再根據(jù)數(shù)學知識研究圖象(b)斜率和截距的意義,即可求磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大�。�
(2)由運動學公式求出2s末金屬棒ab的速率和位移,根據(jù)動能定理求出兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱.

解答 解:(1)經(jīng)過時間t,金屬棒ab的速率為:v=at
此時,回路中的感應(yīng)電流為:I=ER=BLvR
對金屬棒ab,由牛頓第二定律得:F-BIL-m1g=m1a
由以上各式整理得:F=m1a+m1g+B2L2Rat
在圖線上取兩點:t1=0,F(xiàn)1=11N;t2=2s,F(xiàn)2=14.6N,
代入上式得:a=1m/s2 B=1.2T
(2)在2s末金屬棒ab的速率為:vt=at=2m/s
所發(fā)生的位移為:s=12at2=2m
由動能定律得:WF-m1gs-W=12m1vt2
又Q=W
聯(lián)立以上方程,解得:Q=WF-mgs-12mvt2=40-1×10×2-12×1×22=18J
答:(1)磁感應(yīng)強度B的大小為1.2T,ab棒加速度大小1m/s2;
(2)這一過程中ab金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱是18J.

點評 本題關(guān)鍵是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式、牛頓第二定律、運動學公式推導出拉力與時間的關(guān)系式,綜合性較強.

練習冊系列答案
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9.小李講了一個龜兔賽跑的故事,按照小李講的故事情節(jié),作出兔子和烏龜?shù)奈灰茍D象如圖所示,關(guān)于這個故事,下列說法正確的是( �。�
A.小李故事中的兔子和烏龜是在不同一地點出發(fā)的
B.小李故事中的兔子和烏龜是在同一地點出發(fā)的,但烏龜比兔子出發(fā)的要早
C.兔子和烏龜在比賽途中相遇過1次
D.烏龜和兔子同時通過預定位置xm到達終點

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.有一列火車正在做勻加速直線運動.從某時刻開始計時,第1分鐘內(nèi),發(fā)現(xiàn)火車前進了180m.第6分鐘內(nèi),發(fā)現(xiàn)火車前進了360m.則火車的加速度為(  )
A.36 m/s2B.0.01 m/s2C.0.05 m/s2D.180 m/s2

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7.下列說法中正確的是( �。�
A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并最早測出了引力常量
B.亞里士多德用理想斜面實驗推翻了“力是維持物體運動原因”的錯誤觀點
C.力學的三個國際基本單位分別是:N、kg、S
D.慣性越大,說明物體的運動狀態(tài)越難改變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,處于平直軌道上的A、B兩物體相距s,同時同向開始運動,A以初速度v1、加速度a1做勻加速運動,B由靜止開始以加速度a2做勻加速運動.下列情況不可能發(fā)生的是(假設(shè)A能從B旁邊通過且互不影響)( �。�
A.a1=a2,能相遇一次B.a1>a2,能相遇兩次
C.a1<a2,可能相遇一次D.a1<a2,可能相遇兩次

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.將帶電量為1×10-8C的正電荷,從電場中的A點移到B點電場力做功1×10-6J,再把這個電荷從電場中的B點移到C點克服電場力做功1×10-7J
(1)A到B電荷的電勢能是增加還是減少?
(2)AB兩點電勢差是多少?BC兩點電勢差是多少?AC兩點電勢差是多少?
(3)把一個電量為1.5×10-8C的負電荷從A點移到B點電場力做多少功?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,一正方形線圈A邊長為L.用兩條長度恒為L的絕緣細繩將其懸掛于水平長直導線CD的正下方,當導線CD中沒有電流時,兩細繩的拉力均為F;當導線CD及線圈A中均通以電流j(A中電流方向已標出)時,兩細繩的拉力均降為aF(且O<a<1),而當導線CD及線圈A中均通以電流I′時,兩細繩的拉力恰好為零.已知長直通電導線磁場的磁感應(yīng)強度與電流成正比,與距導線的距離成反比,由此可知,下列說法中正確的是( �。�
A.導線CD中的電流方向向左B.AB導線CD中的電流方向向右
C.II=1aD.II=1+a

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示,光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M=2kg,長L=0.84m的長木板C,離板左端S=0.12m處靜止放置質(zhì)量mA=1kg的小物塊A,A與C間的動摩擦因數(shù)μ=0.4;在板右端靜止放置質(zhì)量mB=1kg的小物塊B,B與C間的摩擦忽略不計.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,A、B均可視為質(zhì)點,g=10m/s2.現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F,問:

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(2)若F足夠大,則A與B碰撞之前運動的最短時間是多少?
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9.如圖所示,a、b、c是地球大氣層外圓軌道上運動的三顆衛(wèi)星,a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量,則( �。�
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