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如图所示,一对平行光滑轨道水平放置,轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 Ω,...

如图所示,一对平行光滑轨道水平放置,轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 Ω,有一质量为m=1 kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5 T,现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1 m/s2,试求:

(1)力F随时间t的变化关系;

(2)F3N时,电路消耗的电功率P

(3)若金属棒匀加速运动的时间为T时,拉力F达到最大值Fm5N,此后保持拉力F m5N不变,求出时间T,并简述在时间T前后,金属棒的运动情况。

 

(1) F=0.1t+1 (2) 40W (3) T=40s, 40s前,金属棒以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动; 40s后,金属棒做加速度逐渐减小、速度逐渐增大的变加速直线运动,直到速度达到vm=50 m/s时,金属棒的加速度减小到0,金属棒做匀速直线运动. 【解析】(1)F- F安=ma F安=BIL I=E/R E= BLv v=at 联立以上各式得:F-B2L2at/R= ma 代入数据得:F=0.1t+1 (2)F=3N时, t = 20s, 此时v=at=20 m/s 此时E= BLv= 20V 电路消耗的电功率P= E2/R=40W (3)T=40s。40s前,金属棒以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动;40s后,金属棒做加速度逐渐减小、速度逐渐增大的变加速直线运动,直到速度达到vm=50 m/s时,金属棒的加速度减小到0,金属棒做匀速直线运动。  
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考点分析:
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如图所示,质量为m5kg的物体放在水平面上,物体与水平面间的摩擦因数μ=0.5。物体受到与水平面成37斜向上的拉力F50N作用,从A点由静止开始运动,到B点时撤去拉力F,物体最终到达C点,已知AC间距离为L165m,(重力加速度g10m/s2)求:

1)物体在AB段的加速度大小a

2)物体运动的最大速度大小vm

3)拉力F所做的功。

 

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在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端。实验中力传感器的拉力为F,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图(b)所示。(重力加速度g10m/s2)。

1)小车与轨道的滑动摩擦力f=__________N

2)从图像中分析,小车(包括位移传感器发射器)的质量为_______kg

3)为得到aF成正比的关系,应将斜面的倾角θ调整到________

 

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如图所示,水平平行线代表电场线,但未指明方向,带电量为10-8C的正电微粒,在电场中只受电场力的作用,由A运动到B,动能损失2×10-4JA点的电势为-2×103V,则微粒运动轨迹是虚线______(填“1”或“2”),B点的电势为_________V

 

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载人飞船在竖直发射升空的加速过程中,宇航员处于超重状态。设点火后不久,仪器显示宇船员对座舱的压力等于他体重的4倍,已知地球表面的重力加速度为g,则此时飞船的加速度大小为______;飞船经过多次变轨后沿圆形轨道环绕地球运行,运行周期为T,已知地球半径为R,则飞船离地面的高度为__________

 

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如图所示,三个定值电阻R1R2R3按图示方式接在电源两端,在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,电压表示数将________,电阻R2消耗的电功率将________(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。

 

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