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如圖所示,固定放置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上的磁感應強度大小為B的勻強磁場中.一質量為m(質量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置,且與兩導軌保持良好接觸,桿與導軌之間的動摩擦因數為μ.現桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離l時,速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導軌保持垂直).設桿接入電路的電阻為r,導軌電阻不計,重力加速度大小為g.則此過程( 。

 

A.

桿的速度最大值為

 

B.

流過電阻R的電荷量為

 

C.

恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

 

D.

恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量


考點:

導體切割磁感線時的感應電動勢;電磁感應中的能量轉化.

專題:

壓軸題;電磁感應——功能問題.

分析:

導體在恒力作用下向左先做加速運動后做勻速運動,此時速度達到最大,根據平衡條件和安培力的表達式FA=求解最大速度.由q=求解電量.根據功能關系分析

恒力F做的功與摩擦力做的功之和與動能的變化量、恒力F做的功與安培力做的功之和與動能變化量的關系.

解答:

解:A、設桿的速度最大值為v,此時桿所受的安培力為FA==,而且桿受力平衡,則有F=FA+μmg,解得,v=.故A錯誤.

B、流過電阻R的電荷量為q==.故B正確.

C、D根據動能定理得:恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于桿動能的變化量,而摩擦力做負功,安培力也做負功,則知恒力F做的功與摩擦力做的功之和大于桿動能的變化量,恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量.故C錯誤,D正確.

故選BD

點評:

本題是收尾速度問題,從力和能兩個角度分析,關鍵掌握兩個經驗公式:安培力FA=,感應電量q=

 

練習冊系列答案
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如圖所示,a、b是x軸上關于O點對稱的兩點,c、d是y軸上關于O點對稱的兩點,c、d兩點分別固定一等量異種點電荷,帶負電的檢驗電荷僅在電場力作用下從a點沿曲線運動到b點,E為第一象限內軌跡上的一點,以下說法正確的是( 。

 

A.

c點的電荷帶正電

 

B.

a點電勢高于E點電勢

 

C.

E點場強方向沿軌跡在該點的切線方向

 

D.

檢驗電荷從a到b過程中,電勢能先增加后減少

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如圖所示,一長為6L的輕桿一端連著質量為m的小球,另一端固定在鉸鏈O處(輕桿可繞鉸鏈自由轉動).一根不可伸長的輕繩一端系于輕桿的中點,另一端通過輕小定滑輪連接在質量M=12m的小物塊上,物塊放置在傾角θ=30°的斜面上.已知滑輪距地面A點的距離為3L,鉸鏈距離A點的距離為L,不計一切摩擦.整個裝置由圖示位置靜止釋放,當輕桿被拉至豎直位置時,求

(1)小球對輕桿在豎直方向的作用力;

(2)輕繩對輕桿做的功.

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頻閃照相是研究物理過程的重要手段,如圖所示是某同學研究一質量為m=0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片.已知斜面足夠長,傾角為α=37°,閃光頻率為10Hz.經測量換算獲得實景數據:sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm.取g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,設滑塊通過平面與斜面連接處時沒有能量損失.求:

(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數μ,并說明滑塊在斜面上運動到最高點后能否自行沿斜面下滑;

(2)滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功.

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如圖所示,電動勢為E、內阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接.只合上開關S1,三個燈泡都能正常工作.如果再合上S2,則下列表述正確的是( 。

 

A.

電源輸出功率減小

B.

L1上消耗的功率增大

 

C.

通過R1上的電流增大

D.

通過R3上的電流增大

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如圖甲所示,質量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°固定斜面上(斜面足夠長),對物體施加平行于斜面向上的恒力F,作用時間t1=1s時撤去拉力,物體運動的部分v﹣t圖象如圖乙所示,設物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)試求:

(1)物體與斜面間的動摩擦因數;

(2)拉力F的大。

(3)t=4s時物體的速度.

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如圖所示,光滑水平桌面上放置一長木板,長木板上表面粗糙,上面放置一小鐵塊,現有一水平向右的恒力F作用于鐵塊上,以下判斷正確的是(  )

A.鐵塊與長木板都向右運動,且兩者一定保持相對靜止

B.若水平恒力F足夠大,鐵塊與長木板間有可能發(fā)生相對滑動

C.若兩者保持相對靜止,運動一段時間后,拉力突然反向,鐵塊與長木板間有可能發(fā)生相對滑動

D.若兩者保持相對靜止,運動一段時間后,拉力突然反向,鐵塊與長木板間仍將保持相對靜止

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 “神舟”五號載人飛船在繞地球飛行的第五圈進行變軌,由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹?i>h的圓形軌道.已知飛船的質量為m,地球半徑為R,地面處的重力加速度為g,則飛船在上述圓軌道上運行的動能     (    )

A.等于mgR+h)   B.小于mgR+h) 

C.大于mgR+h)   D.等于mgh

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如圖所示,斜面體M的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上。彈簧的一端固定在墻面上,另一端與放在斜面上的物塊m相連,彈簧的軸線與斜面平行。若物塊在斜面上做來回運動,斜面體保持靜止,則地面對斜面體的摩擦力f與時間t的關系圖象應是下圖中的哪一個

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