1、计算题 (12分)如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大小为5T,磁场宽度d=0.55m,有一边长L=0.4m、质量m1=0.6kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2=0.4kg的物体相连,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,将线框从图示位置由静止释放,物体到定滑轮的距离足够长.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线中的拉力为多少?
(2)当ab边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大?(3)在(2)问的条件下,若cd边恰好离开磁场边界PQ时,速度大小为2m/s,求整个过程中ab边产生的热量为多少?
参考答案:(1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J
本题解析:(1)m1、m2运动过程中,以整体法有
m1gsin θ-μm2g=(m1+m2)a
a=2 m/s2
以m2为研究对象有T-μm2g=m2a(或以m1为研究对象有m1gsin θ-T=m1a
T=2.4 N
(2)线框进入磁场恰好做匀速直线运动,以整体法有
m1gsin θ-μm2g-
=0
v=1 m/s
ab到MN前线框做匀加速运动,有
v2=2axx=0.25 m
(3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时:
m1gsin θ(x+d+L)-μm2g(x+d+L)=
?(m1+m2)
+Q
解得:Q=0.4 J
所以Qab=
Q=0.1 J
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,一带电小球质量为m,以初速度v0沿与水平方向成45?角斜向上进入一个足够大的匀强电场中,匀强电场的方向水平向左,电场强度为E,已知重力加速度为g,要使小球在电场中做直线运动.问:
?
(1)小球应带何种电荷? 电荷量是多少?
(2)在入射方向上小球的最大位移是多少?
参考答案:(1)小球带正电,电量
. (2)
.
本题解析:
解:(1)电荷受重力和电场力作用,因为电荷在电场中做直线运动,合力方向平行于运动方向,在垂直于运动方向上合力为零,则电场力方向只能水平向左,小球带正电.?
在垂直运动方向上合力为零:
,解得
.
(2)小球所受合力为
,根据牛顿第二定律:
得:
,根据匀变速直线运动的规律:
,可得:
.
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的(?)

A.
倍
B.
倍
C.
倍
D.
倍.
参考答案:B
本题解析:对人受力分析可知:
?
?代入数据可解得:
,故选项B正确.
本题难度:简单
4、填空题 (2分) 如图所示的装置可以测量小车在水平路面上做匀变速直线运动的加速度.该装置是在车箱前、后壁各安装一个压力传感器a和b,中间用两根相同的轻质弹簧压着一个质量为4.0kg的滑块,滑块可无摩擦滑动.小车静止时,传感器a、b的读数均为10N.若当传感器a的读数为7N时,小车运动加速度的方向是? (填“向左”或“向右”),加速度大小为? m/s2.
参考答案:向左;1.5 m/s2
本题解析:由题意可知,两弹簧的总伸长量不变,结合胡克定律可知,当a传感器计数为7N时,b传感器的计数为13N,弹簧处于压缩状态,故合力向左,由牛顿第二定律得Fb-Fa=ma,解得a=1.5m/s,方向向左。
本题难度:简单
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[? ]
A.mg
B.mgsinθ
C.mgcosθ
D.0
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般