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1、简答题 如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=1m.试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化?
(2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(3)金属棒达到的稳定速度是多大?
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)?
参考答案:(1)在棒达到稳定速度前,金属棒的加速度逐渐减小,速度逐渐增大.
(2)棒做匀速直线运动时达到稳定速度时,此时棒所受的安培力? FA=B0IL
由平衡条件得 ?mgsinθ=FA+μmgcosθ
联立得 ?I=mg(sin37°-μcos37°)B0L=0.05×10×(0.6-0.5×0.8)1×0.5=0.2A
(3)由E=B0Lv、I=ER得 金属棒达到的稳定速度v=IRB0L=0.2×51×0.5m/s=2m/s
(4)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流.此时金属棒不受安培力,将沿导轨做匀加速运动.
由牛顿第二定律得?mgsinθ-μmgcosθ=ma
得棒的加速度为? a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.5×0.8)m/s2=2m/s2
则有? B0Ls=BL(s+vt+12at2)
得 B=B0ss+vt+12at2=1×11+2t+t2T=1t2+2t+1T
答:
(1)在达到稳定速度前,金属棒的加速度逐渐减小,速度逐渐增大.
(2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流为0.2A.
(3)金属棒达到的稳定速度是2m/s.
(4)磁感强度B随时间t变化的关系式为B=1t2+2t+1T.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示,当此车减速上坡时,乘客

A.处于失重状态
B.受到水平向右的摩擦力
C.重力势能增加
D.所受合力沿斜面向上
参考答案:AC
本题解析:当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,对乘客进行受力分析,乘客受重力,支持力,根据加速度方向知道合力方向,根据合力方向确定摩擦力方向。
A、当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的加速度,所以处于失重状态;正确
B、对乘客进行受力分析,乘客受重力,支持力,由于乘客加速度沿斜面向下,而静摩擦力必沿水平方向,所以受到向左的摩擦力作用;错误
C、此车上坡,所以乘客重力势能增加;正确
D、由于乘客加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律可得所受力的合力沿斜面向下;错误
故选AC
点评:本题关键结合运动状态对物体受力分析,然后根据牛顿第二定律列式求解.
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块
1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有

[? ]
A.a1=0
B.a1= g
C.a2=
g
D.a2=0
参考答案:AC
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 重为G的汽车以速度v通过半径为R的圆弧形路面,在圆弧的底部受到的支持力大小为N,则( )

A.N>G
B.N<G
C.速度v越大,则N越小
D.汽车的速度如果增大为2v,则在圆弧底部受到的支持力大小将变为4N
参考答案:A、B汽车以速度v通过圆弧形路面的底部时,由汽车的重力和路面的支持力的合力提供向心力.向心加速度竖直向上,由牛顿第二定律分析可知,支持力N大于重力G,即N>G.故A正确,B错误.
? C、根据牛顿第二定律得,N-G=mv2R,得到N=G+mv2R,可见,速度v越大,N越大.故C错误.
? D、由N=G+mv2R得知,N与速度v的平方不是成正比,所以速度如果增大为2v,支持力大小不是变为4N.故D错误.
故选A
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C.现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,求:
(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力;
(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功.
参考答案:(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,
根据牛顿第二定律有qE=ma
解得a=qEm=8m/s2
设带电体运动到B端的速度大小为vB,则vB2=2as
解得vB=
本题解析:
本题难度:一般