在倾角θ=30°的斜面上固定一金属框,金属框宽L=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电源.垂直于框架放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数为,整个装置放在垂直于框面向上的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度B=0.8T.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,金属框架与金属棒的电阻不计,g=10m/s2)
高二物理简答题极难题查看答案及解析
如图所示,在电场强度的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷量的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩因数μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)
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如图所示,倾角θ为30°的光滑斜面上,有一垂直于斜面向下的有界匀强磁场区域PQNM,磁场区域宽度L=0.1m.将一匝数n=10匝、质量m=0.02kg、边长L=0.1m、总电阻R=0.4Ω的正方形闭合线圈abcd由静止释放,释放时ab边水平,且到磁场上边界PQ的距离也为L,当ab边刚进入磁场时,线圈恰好匀速运动.(g=10m/s2).求: (1)ab边刚进入磁场时,线圈所受安培力的大小及方向; (2)ab边刚进入磁场时,线圈的速度及磁场磁感应强度B的大小; (3)线圈穿过磁场过程产生的热量.
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如图所示,一束电子(电量为)以速度垂直射入磁感应强度为,宽为的匀强磁场中,穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为,重力不计,求:
(1)电子的质量;
(2)穿过磁场的时间;
(3)若改变初速度,使电子刚好不能从边界射出,则此时速度是多少?
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如图所示,内壁光滑、内径很小的 1/4 圆弧管固定在竖直平面内,圆弧的半径为 0.2m,在圆心 O 处固定一个电荷量为的点电荷。质量为 0.06kg、略小于圆管截面的带 电小球,从与 O 点等高的 A 点沿圆管内由静止运动到最低点 B ,到达 B 点小球刚好与圆弧没 有作用力,然后从 B 点进入板距 d= 0.08m 的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速 直线运动,且此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V,内阻为1Ω, 定值电阻 R 的阻值为 6Ω,求(取g=10m/s2,静电力常量k=9.0 ×109 N·m2/C2)
(1)小球到达 B 点时的速度;
(2)小球所带的电荷量;
(3)电动机的电功率。
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如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n=100匝,电阻r=1Ω,长l1=0.5m,宽l2=0.4m,角速度ω=10rad/s。磁场的磁感强度B=0.2T。线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器,和一个理想交流电流表。试分析求【解析】
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)电流表的读数;
(3)电阻R上消耗的电功率。
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如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQMN,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)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(2)金属棒达到的稳定速度是多大?
(3)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t=1s时磁感应强度应为多大?
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如图所示,光滑固定斜面倾角为,斜面上有两个完全相同的正方形线框、用细线连接, 通过平行于斜面的细线绕过斜面顶端的定滑轮与一重物相连接,开始重物固定,线框处于静止,斜面上水平虚线MN上方有垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,线框的边长为L,线框间连线长及线框最上边到MN的距离也L,释放重物,使重物带动线框沿斜面向上运动,两个线框的质量均为,每个线框的电阻均为,重物的质量为2m,虚线上方的斜面足够长,重物离地面足够高,线框运动过程中,上边始终与MN平行,重力加速度为,当线框刚好完全进人磁场的一瞬间,重物的加速为零,求:
(1)线框上边刚进人磁场时,重物的加速度多大?
(2)线框进人磁场的过程中,线框通过截面的电量及线框中产生的焦耳热分别为多大?
(3)如果线框Q进入磁场的过程所用的时间为,则线框Q刚好完全进入磁场时的速度多大?
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如图所示,在光滑的水平杆上穿两个重力均为2N的球A、B,在两球之间夹一弹簧,弹簧的进度系数为10N/m,用两条等长的线将C于A、B相连,此时弹簧被压缩了10cm,两条线的夹角为60°,求:
(1)杆对A球的支持力的大小;
(2)C球的重力大小。
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如图,直角坐标系在一真空区域里,y轴的左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向成θ=30°角,y轴右方有一垂直于坐标系平面的匀强磁场,在x轴上的A点有一质子发射器,它向x轴的正方向发射速度大小为v=2.0×106m/s
的质子,质子经磁场在y轴的P点射出磁场,射出方向恰垂直于电场的方向,质子在电场中经过一段时间,运动到x轴的Q点。已知A点与原点O的距离为10 cm,Q点与原点的距离为(20-10)cm,质子的比荷为=1.0×108C/kg。求:
(1)磁感应强度的大小和方向;
(2)质子在磁场中运动的时间;
(3)电场强度的大小。
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