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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0....

如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m.导轨所在空间被分成区域I,两区域的边界与斜面的交线为MNI中的匀强磁场方向垂直斜面向下,中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁场感应度大小均为B=0.5T,在区域I中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中,abcd始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,取g=10m/s2,

(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;

(2)ab将要向上滑动时,cd的速度v多大;

(3)cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.

 

(1)电流由a流向b (2)vcd=5m/s (3)Q=1.3J 【解析】(1)由右手定则可知,电流由a流向b; (2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,由平衡条件得:Fmax=m1gsinθ, ab刚好要上滑时,感应电动势:E=BLv, 电路电流: ab受到的安培力:F安=BIL, 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下, 由平衡条件得:F安=m1gsinθ+Fmax, 代入数据解得:v=5m/s; (3)cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总, 由能量守恒定律得:m2gxsinθ=Q总+m2v2, ab上产生的热量: 解得:Q=1.3J; 点睛:本题是复杂的电磁感应现象,是电磁感应与力学知识的综合,分析导体棒的运动情况,要抓住甲匀加速运动的过程中,外力与安培力大小相等.分别从力和能量两个角度进行研究.  
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考点分析:
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小型水利发电站的发电机输出功率为245 kW,输出电压为350 V,输电线总电阻为4 Ω,为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%,需在发电机处设升压变压器,用户所需电压为220 V,所以在用户处需安装降压变压器输电电路图如图所示,求:

R5-95.TIF

1输电线上的电流

2升压变压器的原、副线圈的匝数之比

3降压变压器的原、副线圈的匝数之比

 

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如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度。

(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平

D.小球1质量应大于小球2的质量

(2)上述实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有________

A.AB两点间的高度差h1

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2

D.小球1和小球2的半径r

(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。

 

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学习了法拉第电磁感应定律后,为了定量验证感应电动势E与时间t成反比,某小组同学设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上.每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间t,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间t

在一次实验中得到的数据如下表:

(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的t时间内,磁铁相对线圈运动的距离都_____(选填相同不同),从而实现了控制______不变;

(2)在得到上述表格中的数据之后,为了验证Et成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出______,若该数据基本相等,则验证了Et成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作_____关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证Et成反比.

 

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质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示,则(  )

A. 甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒

B. 当两物块相距最近时,物块甲的速率为零

C. 当物块甲的速率为1m/s时,物块乙的速率可能为2m/s,也可能为0

D. 物块甲的速率不可能达到5m/s

 

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如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,在零时刻由静止开始沿斜面下滑.t1ab边刚越过GH进入磁场I区,此时线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2ab边下滑到JPMN的中间位置,此时线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.重力加速度为g.则下列说法中正确的有(  )

A. t1时,通过线框的电流

B. 线框两次匀速直线运动的速度之比v1v2=2:1

C. t1t2的过程中,线框克服安培力做功的数值等于重力势能的减少量

D. t1t2的过程中,有的机械能转化为电能

 

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