如图所示,在匝数、截面积的多匝线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场,均匀变化。两相互平行、间距的金属导轨固定在倾角为的斜面上,线圈通过开关与导轨相连。一质量阻值的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的位置。、等高。一阻值的定值电阻连接在导轨底端。导轨所在区域存在垂直于斜面向上的磁感应强度的匀强磁场。金属导轨光滑且足够长,线圈与导轨的电阻忽略不计。重力加速度取,电子电量。
(1)闭合开关时,金属杆受到沿斜面向下的安培力为,请判断磁感应强度的变化趋势是增大还是减小,并求出磁感应强度的变化率;
(2)断开开关,解除对金属杆的锁定,从处由静止释放,经过,金属杆下滑,求该过程中金属杆上产生的焦耳热;
(3)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的部分)的碰撞,请建立合适的自由电子运动模型,求出第(2)问情境中,当金属杆最终匀速下滑时,金属杆中金属离子对一个自由电子沿杆方向的平均阻力的大小。
高二物理解答题困难题
如图所示,在匝数、截面积的多匝线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场,均匀变化。两相互平行、间距的金属导轨固定在倾角为的斜面上,线圈通过开关与导轨相连。一质量阻值的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的位置。、等高。一阻值的定值电阻连接在导轨底端。导轨所在区域存在垂直于斜面向上的磁感应强度的匀强磁场。金属导轨光滑且足够长,线圈与导轨的电阻忽略不计。重力加速度取,电子电量。
(1)闭合开关时,金属杆受到沿斜面向下的安培力为,请判断磁感应强度的变化趋势是增大还是减小,并求出磁感应强度的变化率;
(2)断开开关,解除对金属杆的锁定,从处由静止释放,经过,金属杆下滑,求该过程中金属杆上产生的焦耳热;
(3)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的部分)的碰撞,请建立合适的自由电子运动模型,求出第(2)问情境中,当金属杆最终匀速下滑时,金属杆中金属离子对一个自由电子沿杆方向的平均阻力的大小。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=30°角固定放置,装置所在区域存在一沿竖直方向的匀强磁场,导轨电阻不计,两导轨间距L=0.5m,在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab,同时闭合电键S,金属棒ab处于静止状态,它的质量为m=5×10﹣2kg.金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2=2Ω,电源电动势E=3V,电源内阻r=0.5Ω,电阻R1=2Ω,其他电阻不计。g取10m/s2,求:
(1)金属棒中的电流;
(2)所加磁场的磁感应强度大小和方向。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上,导轨电阻不计,间距.导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为.在区域I中,将质量,电阻的金属条放在导轨上,刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量,电阻的光滑导体棒置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,、cd始终与导轨垂直且两端与轨道保持良好接触,g取。问
(1)下滑的过程中,中的电流方向;
(2)将要向上滑动时,cd的速度多大;
(3)从cd开始下滑到刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离,此过程中上产生的热量Q是多少.
高二物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m.导轨所在空间被分成区域I和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,I中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁场感应度大小均为B=0.5T,在区域I中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,取g=10m/s2,问
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab将要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上(导轨电阻不计),导轨间距L=0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg、电阻R1=0.1 Ω的金属条ab放在导轨上.在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.4 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上。当cd由静止开始下滑时,ab刚好不下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2,则在金属条ab出现滑动之前,求:
(1)当cd下滑的速度v1=5m/s时,ab所受的安培力;
(2)当cd从静止下滑到速度v1=5m/s的过程中,cd滑动的距离x=4 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少;
(3)要保持金属条ab始终不滑动,cd向下滑动的最大速度v2是多大。
高二物理简答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨 电阻不计,间距L=0.4m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T,在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑,然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2,求:
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向?
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度多大?
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程 中ab上产生的热量Q是多少?
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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T。在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.2Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2。问
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=7.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少。
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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨 电阻不计,间距L=0.4m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T,在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑,然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2,求:
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向?
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度多大?
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程 中ab上产生的热量Q是多少?
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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.1 Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab,cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2,问:
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.
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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.1 Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab,cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2,问:
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.
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