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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图,质量为m的木块在水平向右的力F作用下在质量为M的木板上滑行,木板长度为L,保持静止,木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ,说法正确的是

A木板受到地面的摩擦力大小是μmg

B木板受到地面的摩擦力大小是μ(m+M)g

C当F>μ(m+M)g时,木板便会开始运动

D木块滑过木板过程中,产生的内能为μmgL

正确答案

A,D

解析

知识点

滑动摩擦力功能关系
1
题型: 多选题
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多选题 · 4 分

如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计,两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处,磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直,先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触,用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移,图乙中正确的是:(      )

A

B

C

D

正确答案

B,D

解析

知识点

牛顿运动定律的综合应用功能关系
1
题型: 单选题
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单选题 · 2 分

如图所示,一物块由静止开始从粗糙斜面上的一点加速下滑到另一点,在此过程中重力做功为,物体重力势能变化为,物体末动能为,物体克服摩擦力做功为(各量均取绝对值),则它们之间的关系正确的是:

A

B

C

D

正确答案

B

解析

知识点

功能关系
1
题型:填空题
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填空题 · 4 分

如图(a)为用DIS做“测定电动机效率”的实验装置,图(b)是用位移传感器测定重物匀速上升时的位移——时间图线,同时电流传感器和电压传感器的读数基本不变,约为0.14A和3.3V,已知重物质量kg,则在2.4~2.8s时间段,重物克服重力做功的功率为_______W;该电动机的工作效率约为________。

正确答案

0.25,54.1%

解析


知识点

功率功能关系
1
题型:简答题
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简答题 · 20 分

如图10甲所示,表面绝缘、倾角的斜面固定在水平地面上,斜面的顶端固定有弹性挡板,挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25的单匝矩形闭合金属框abcd,放在斜面的底端,其中ab边与斜面底边重合,ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始,线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,从静止开始运动,当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力,线框继续向上运动,并与挡板发生碰撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图10乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持ab边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数=/3,重力加速度g取10 m/s2

(1)求线框受到的拉力F的大小;

(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小,x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小),求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。

正确答案

见解析。

解析

(1)由v-t图象可知,在0~0.4s时间内线框做匀加速直线运动,进入磁场时的速度为v1=2.0m/s,所以在此过程中的加速度  a==5.0m/s2

由牛顿第二定律     

解得   F=1.5 N

(2)由v-t图象可知,线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动,

产生的感应电动势   E=BLv1

通过线框的电流   I== 

线框所受安培力   F=BIL= 

对于线框匀速运动的过程,由力的平衡条件,有 

解得  B=0.50T

(3)由v-t图象可知,线框进入磁场区域后做匀速直线运动,并以速度v1匀速穿出磁场,说明线框的宽度等于磁场的宽度   D=0.40m 

线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动,到达档板时的位移为s-D=0.15m

设线框与挡板碰撞前的速度为v2

由动能定理,有    =

解得  v2==1.0 m/s

线框碰档板后速度大小仍为v2,线框下滑过程中,由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等,即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N,因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动,ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0 m/s;进入磁场后因为又受到安培力作用而减速,做加速度逐渐变小的减速运动,设线框全部离开磁场区域时的速度为v3

由v=v0-得v3= v2 -=-1.0 m/s,

因v3<0,说明线框在离开磁场前速度已经减为零,这时安培力消失,线框受力平衡,所以线框将静止在磁场中某位置。

线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt==0.40 J

线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2= =0.05 J

所以Q= Q1+ Q2=0.45 J

知识点

匀变速直线运动的图像动能定理的应用功能关系法拉第电磁感应定律
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