題目列表(包括答案和解析)
如圖(甲)所示,電阻不計、間距為l的平行長直金屬導軌置于水平面內,阻值為R的導體棒ab固定連接在導軌左端,另一阻值也為R的導體棒ef垂直放置在導軌上,ef與導軌接觸良好并可在導軌上無摩擦移動,F有一根輕桿一端固定在ef中點,另一端固定于墻上,輕桿與導軌保持平行,ef、ab兩棒間距離為d。若整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中,且從某一時刻開始,磁感應強度B隨時間t按圖(乙)所示的方式變化 。
(1)試判斷在0―2t0時間內流過導體棒ef電流的方向;
(2)求在0―2t0時間內導體棒ef產生的熱量;
(3)取輕桿受壓力為正,受拉力為負,在圖(丙)坐標系中畫出0―2t0時間內輕桿受力F隨時間t的變化圖象,注意標明特值點的坐標。
如圖(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是質量為M=2kg、長度為L=1m的勻質薄板,OB是輕質硬桿,下端通過光滑鉸鏈連接在水平地面上,支架可繞水平軸O在豎直面內自由轉動,A端擱在左側的平臺上。已知AB長度l1=0.75m,OB長度h=0.5m,F有一質量為m=2kg的物塊(可視為質點)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物塊與AC間動摩擦因數μ=0.5。問:T型支架是否會繞O軸翻轉?
某同學的解題思路如下:
支架受力情況如圖(乙),設支架即將翻轉時物塊位于B點右側x處,根據力矩平衡方程: ,式中
,解得
。
此時物塊離A端。
然后算出物塊以v0=3m/s的初速度在AC上最多能滑行的距離s2;……比較這兩個距離:
若s2≤s1,則T型支架不會繞O軸翻轉; 若s2 > s1,則會繞O軸翻轉。
請判斷該同學的解題思路是否正確。若正確,請按照該思路,將解題過程補充完整,并求出最后結果;若不正確,請指出該同學的錯誤之處,并用正確的方法算出結果。
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如圖(甲)所示的滑輪,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉動。輪上繞有輕質柔軟細線,線的一端系一重物,另一端系一質量為m的金屬桿。在豎直平面內有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計,磁感應強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直。開始時金屬桿置于導軌下端,將質量為M的重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,已知重力加速度為g,忽略所有摩擦。
(1)重物勻速下降的速度v的大小是多少?
(2)對一定的磁感應強度B,重物的質量M取不同的值,測出相應的重物做勻速運動時的速度,可得出v-M實驗圖線。圖(乙)中畫出了磁感應強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線,試根據實驗結果計算B1和B2的比值。
(3)若M從靜止到勻速的過程中一共下降的高度為h,求這一過程中R上產生的焦耳熱。
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