题目
题型:不详难度:来源:
求:(1)金属棒在滑动过程中的最大加速度及离开导轨后有可能达到的最大水平射程;
(2)若金属棒离开导轨后的实际水平射程仅为0.8m,则从闭合电键到金属棒离开导轨在金属棒上产生的焦耳热为多少?
答案
(2)
解析
(1)在电键刚闭合时,回路中电流最大,金属棒加速度最大。设此时回路中电流为I,金属棒所受安培力为F,则有:……………………………………(3分)
……………………………………(1分)
根据牛顿第二定律
………………………………………(1分)
代入数值后得………………(1分)
电键闭合后,金属棒在导轨上做加速度逐渐减小的加速运动,若金属棒离导轨右端较远,则金属棒有可能在达到最大速度后离开导轨平抛,这种情况下水平射程最大。设金属棒能达到的最大速度为vm,从抛出到落地所用时间为t,则:
………………………………………(2分)
………………………………………(1分)
…………………………………………(1分)
代入数值后解得…………………(1分)
(2)若金属棒实际射程为S=0.8m,则金属棒离开导轨时的速度为
……………………………………………………(1分)
设金属棒在导轨上运动时间为Δt ,此过程回路中平均电流为,通过电量为,则:
………………………………………………(3分)
……………………………………………………(1分)
根据能量守恒,回路中产生热量为Q,则:
……………………………………………………(2分)
根据串联电路特点,金属棒上产生的热量为:
……………………………………………………(1分)
代入数值后可解得:…………………(1分)
核心考点
试题【(20分)如图所示,两根相距L=1.0m的光滑平行金属导轨水平固定放置,导轨距水平地面H=0.8m,导轨的左端通过电键连接一电动势E=4.0V、内阻r=1.0Ω】;主要考察你对磁现象和磁场等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.、两棒组成的系统在相互作用过程中动量守恒 |
B.、两棒组成的系统在达到稳定时动量守恒 |
C.、两棒在达到稳定时,速度大小之比为1:2 |
D.、两棒在达到稳定时,速度大小之比为1:1 |
A.当软铁块与磁铁靠近时,a端电势高 |
B.当软铁块与磁铁靠近时,b端电势高 |
C.膜上的压力较小时,线圈中感应电动势的频率高 |
D.膜上的压力较大时,线圈中感应电动势的频率高 |
A.导体a侧的电势高于b侧的电势 |
B.导体a侧的电势低于b侧的电势 |
C.若磁场增强a、b间的电势差不变 |
D.若磁场增强a、b间的电势差会增大 |
一种电磁缓冲装置,能够产生连续变化的电磁斥力,有效缓冲车辆间的速度差,避免车辆间发生碰撞和追尾事故。下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K,滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动。在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab的连线长为L,缓冲车在光滑水平面上运动。
(1)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下,求缓冲车厢速度减半时滑块K上线圈内的感应电流大小和方向;
(2)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下,求缓冲车厢从碰撞到停下过程中通过的位移(设缓冲车厢与滑块K始终不相撞);
(3)设缓冲车厢质量为m1 ,滑块K质量为m2,如果缓冲车以速度v匀速运动时.在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C,滑块K与物体C相撞后粘在一起。碰撞时间极短。设m1 = m2 = m3 = m, cd边进入磁场之前,缓冲车(包括滑块K)与物体C达到相同的速度,求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。(物体C与水平面间摩擦不计)
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