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如图,两根电阻不计的平行光滑金属导轨相距L=0.5m水平放置,一端与阻值R=0....

如图,两根电阻不计的平行光滑金属导轨相距L=0.5m水平放置,一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连。导轨x>0一侧存在沿x方向变化的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,x=0处磁场的磁感应强度B0=1T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属棒垂直置于导轨上。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动,运动过程中速度v与位移x满足满分5 manfen5.com关系,通过电阻的电流保持不变。求:

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(1)金属棒运动过程中通过电阻R的电流;

(2)导轨x>0一侧磁感应强度Bxx变化关系;

(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。

 

(1)2.5A (2) (3)2.41W 【解析】 试题分析:(1)开始时棒产生的电动势为:E=B0Lv0=1×0.5×2=1V 由闭合电路欧姆定律得回路中的感应电流为: (2)由通过电阻的电流保持不变,可知金属棒切割磁感线产生的感应电动势始终相等,所以有:B0Lv0=BxLvx, 解得: (3)金属棒在x处所受安培力的大小为:F=BxIL=(x+1)IL=1.25+1.25x 由于安培力与x成线性变化,所以在x=0到x=2m过程中克服安培力做功为: 克服安培力做功等于在此过程中回路中产生的热量:Q=W=5J 因此电阻R上产生的热量: 设x=0到x=2m过程外力的平均功率为,x=2m时金属棒的速度为: 通过电阻的电流保持不变,有:QR=I2Rt 因此x=0到x=2m过程用时: 由动能定理有: 因此 考点:法拉第电磁感应定律;动能定理;闭合电路欧姆定律 【名师点睛】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解,运动过程中电阻上消耗的功率不变,是本题解题的突破口。  
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如图所示,一根粗细均匀的长为4L直杆竖直固定放置,其上套有A、B两个可看做质点的小圆环A、B,质量分别为mA=4m,mB=m,杆上P点上方是光滑的且长度为L;P点下方是粗糙的,杆对两环的滑动摩擦力大小均等于环各自的重力.开始环A静止在P处,环B从杆的顶端由静止释放,B 与A发生碰撞的时间极短,碰后B的速度方向向上,速度大小为碰前的3/5,求:

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(1)B与A发生第一次碰撞过程机械能的损失.

(2)B与A在杆上发生第二次碰撞时距P点的距离.

 

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如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4 kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F=10 N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s,二者的速度达到vt=2 m/s.求:   

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(1)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;

(2)A的上表面长度l.

 

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图(a)是一理想变压器的电路连接图,图(b)是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图像,已知电压表的示数为20V,两个定值电阻的阻值R均为10Ω,则:

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(1)将开关S闭合,求原线圈的输入功率;

(2)若将电流表A2换成一只具有单向导电性的二极管,求电压表示数.

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质量为m=100㎏的小船静止在水面上,船上左、右两端各站着质量分别为m=40㎏,m=60㎏的游泳者,当他们在同一水平线上,甲朝左,乙朝右,同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时,小船运动方向为_______,运动速率为_____m/s.

 

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如图1所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时,测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示.则光电子的最大初动能为__________  eV,金属的逸出功为 _________ eV.

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