时间:2017-07-27 11:30:03
1、计算题 如图所示,由六根质量不计的导体棒组成一个人字形线圈,放在光滑绝缘水平面上,每根导棒长均为L=1m,线圈总电阻R=0.2Ω,将ad与a/d/用细线OO/拉住,e、f是两个质量都为m=0.1kg光滑转轴,四根倾斜导体棒与水平面成37 0角。人字形线圈在水平面投影区内有两块对称的区域,竖直向上的匀强磁场B穿过这两块区域。如图中阴影区域所示(ad与a/d/恰在磁场中),其他地方没有磁场。磁场按B=
+0.5t 的规律变化,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:?
(1)t=0时水平面对线圈ad边支持力的大小和此时通过线圈电流大小;
(2)经过多少时间线圈的ad边与a/d/边开始运动?
(3)若在磁场力作用下经过一段时间,当线圈中产生了Q=1.2J热量后线圈刚好能完全直立(即ad边与a/d/边并拢在一起),则在此过程中磁场对线圈总共提供了多少能量?
(4)若人形线圈从直立状态又散开,此时磁感强度为B0 =
T且不再变化,则ad边与a/d/再次刚进入磁场时,通过线圈的电流为多大?
参考答案:(1)1A;(2)2s;(3)2J;(4)8.9A。
本题解析:(14分)
(1)对整个线圈以a/d/为转动轴,由力矩平衡有
N×2Lcos37o =2mg×Lcos37o
由上式得 N=mg=0.1×10N=1N (1分)
V (1分)
A (1分)
(2)平衡刚被破坏时细线OO/中拉力为零,对半个线圈以e f为转动轴,由力矩平衡有
FA×Lsin37o ="N×L" cos37o?求得
(1分)
由
(1分)
得
(1分)
由关系式Bt=
+0.5t 得
(1分)
(3)线圈由平衡被破坏到完全直立过程中机械能的增加量
ΔEP=2mgL(1-sin37o)=2×0.1×10×1×(1-0.6)J=0.8J (1分)
磁场提供的能量 E=ΔEP+Q=(0.8+1.2)J=2J (1分)
(4)人形线圈从直立状态又散开,ad边与a/d/再次刚进入磁场时,设两轴e、f的速度为v(方向竖直向下),ad边与a/d/边的速度大小为vx (方向水平)
由动能定理? 2mgL(1-cos37o)=2×
mv2 (1分)
(1分)
而vx =vctg37o=2×
=
m/s (1分)
ad边与a/d/边每一条边的电动势Eˊ=B0Lvx =
V (1分)
线圈中的电流? Iˊ=
(1分)
本题难度:简单
2、选择题 关于动能,下列说法中正确的是( )
A.只要物体的质量发生变化,其动能一定随着变化
B.只要物体的速度发生变化,其动能一定随着变化
C.物体所受合力不为零时,其动能一定发生变化
D.物体所受合力做的功不为零时,其动能一定发生变化
参考答案:A、由动能的计算式Ek=12mv2可知物体质量变化时,动能不一定变化.故A错误.
? B、动能只与速度的大小有关.速度是矢量,若速度不变,方向变化时,速度是变化,而动能不变.故B错误.
? C、合力不为零,合力的功可能为零,动能可能不变,比如匀速圆周运动.故C错误.
? D、根据动能定理:合力的功等于物体动能的变化,可知:合力做的功不为零时,其动能一定发生变化.
故选D
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,由光滑细管做成的半径R=10cm的半圆形轨道ABC(管道半径远小于轨道半径)竖直放置,A为最高点、C为最低点、B是半圆形轨道的中点且与圆心O处于同一高度。一质量m=200g的小球放在A处(在管内),小球的直径略小于管道的直径,小球与一原长L=10cm、劲度系数k=100N/m的轻弹簧相连接,弹簧的另一端固定在点
,
点在直径AC连线上且
=5cm。取g=10m/s2,下列说法正确的是:
A.若把小球缓慢的沿管道从A点移动到C点,过程中小球不能在B点以上的位置平衡
B.不论小球以何种方式沿管道从A点移动到C点,过程中弹簧做功值一定为0
C.若在A点给小球一个水平向右的速度v=1.5m/s,则小球在A点时对轨道的作用力为4N
D.若在A点给小球一个水平向右的速度v=2m/s,则小球到C点时对轨道的作用力为23N
参考答案:ABD
本题解析:小球在B点上方时,受重力、弹簧弹力、轨道弹力这三个力的合力不可能为零,所以小球不能平衡,故A正确;小球在A、C两点时,弹簧的形变量相同,弹性势能相同,所以从A到C弹力做功为零,故B正确;在A点
,求出F=2.5N,所以C错误;从A到C由动能定理:
,在C点:
,可求FN=23N,所以D正确。
本题难度:一般
4、选择题 某人用手将1kg物体由静止向上提起1m, 这时物体的速度为2m/s, 则下列说法正确的是(?)
A.手对物体做功12J
B.合外力做功2J
C.合外力做功12J
D.物体克服重力做功10J
参考答案:ABD
本题解析:考点:
专题:功的计算专题.
分析:根据物体的运动的情况可以求得物体的加速度的大小,再由牛顿第二定律就可以求得拉力的大小,再根据功的公式就可以求得力对物体做功的情况.
解答:解:分析物体的运动的情况可知,物体的初速度的大小为0,位移的大小为1m,末速度的大小为2m/s,由v2-
=2ax可得,加速度a=2m/s2,由牛顿第二定律可得,F-mg=ma,所以F=mg+ma=12N,
A、手对物体做功W=FL=12×1=12J,所以A正确;
B、C、合力的大小为ma=2N,所以合力做的功为2×1=2J,所以合外力做功为2J,所以B正确C错误;
D、重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J,所以物体克服重力做功10J,所以D正确;
故选ABD.
点评:本题考查的是学生对功的理解,根据功的定义可以分析做功的情况.
本题难度:简单
5、选择题 质量为m的物体从距离地面h高处由静止开始加速下落,其加速度大小为
g。在物体下落过程中
A.物体的动能增加了
mgh
B.物体的重力势能减少了
mgh
C.物体的机械能减少了
mgh
D.物体的机械能保持不变
参考答案:AC
本题解析:由牛顿第二定律可知物体受到重力mg,阻力2/3mg作用,在下落过程中合外力为1/3mg,合外力做功为
mgh,由动能定理可知动能增大
mgh,重力做功mgh,所以重力势能减小mgh,B错;机械能变化根据除了重力以外其他力做功,所以其他力做功-
mgh,机械能减小
mgh,C对;同理D错;
本题难度:一般