题文
(20分)如图所示,平行金属导轨PQ、MN相距d=2m,导轨平面与水平面夹角a= 30°,导轨上端接一个R=6
的电阻,导轨电阻不计,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一根质量为m=0.2kg、电阻r=4
的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置,距离导轨底端xl=3.2m。另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置,绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v0=l0m/s沿导轨上滑并与金属棒正碰(碰撞时间极短),磁后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑,金属棒ef沿导轨上滑x2=0.5m后停下,在此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.36J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为
。求
(1)绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间,绝缘塑料棒的速率;
(2)碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度;
(3)金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量。
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)6m/s (2) 12 m/s2 (3)0.05C
解析
(1)绝缘塑料棒与金属棒相碰前,做匀减速直线运动
由牛顿第二定律得
由运动学公式得:
解得v1=6m/s
(2)设金属棒刚开始运动时速度为v,由能量守恒定律得:
解得:v=4 m/s
金属棒刚开始运动时加速度最大,此时感应电动势E="Bdv=4V" 感应电流
安培力F=BId=0.4N
由牛顿第二定律得
解得am="12" m/s2
(3)通过电阻R的电荷量为
考点
据考高分专家说,试题“(20分)如图所示,平行金属导轨PQ、M.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。
受力分析
受力分析:
1、物体受力分析的方法
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。


