如下图所示,质量为M的“U”形金属导轨放置在倾角为30°的光滑斜面上,导轨间距为d,导轨间存在垂直斜面的磁感应强度为B的匀强磁场,导轨上垂直于导轨平放质量为m的导体棒,跨过滑轮的细绳一端悬挂质量为m0的物块,另一端通过平行于斜面的细绳连接导体棒,已知m0=3m,M=4m,重力加速度为g,导体棒电阻为R,其余电阻不计,导轨与导体棒之间的摩擦力不计,运动过程中导体棒未滑出导轨,导轨与物块均未落地。
(1)若导轨固定,由静止释放导体棒,求导体棒运动的最大速度的大小;
(2)若将导轨和导体棒同时由静止释放,导轨沿斜面向下运动达到最大速度v1时,求导体棒的速度v2和加速度a2。
(3)在导体棒运动过程中选择不同时刻释放导轨,导轨可能由静止沿斜面向下运动,也可能由静止沿斜面向上运动。要保证任何时刻释放导轨都能由静止沿斜面向下运动,求斜面倾角的取值范围。
高三物理解答题困难题
如下图所示,质量为M的“U”形金属导轨放置在倾角为30°的光滑斜面上,导轨间距为d,导轨间存在垂直斜面的磁感应强度为B的匀强磁场,导轨上垂直于导轨平放质量为m的导体棒,跨过滑轮的细绳一端悬挂质量为m0的物块,另一端通过平行于斜面的细绳连接导体棒,已知m0=3m,M=4m,重力加速度为g,导体棒电阻为R,其余电阻不计,导轨与导体棒之间的摩擦力不计,运动过程中导体棒未滑出导轨,导轨与物块均未落地。
(1)若导轨固定,由静止释放导体棒,求导体棒运动的最大速度的大小;
(2)若将导轨和导体棒同时由静止释放,导轨沿斜面向下运动达到最大速度v1时,求导体棒的速度v2和加速度a2。
(3)在导体棒运动过程中选择不同时刻释放导轨,导轨可能由静止沿斜面向下运动,也可能由静止沿斜面向上运动。要保证任何时刻释放导轨都能由静止沿斜面向下运动,求斜面倾角的取值范围。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如下图所示,质量为M的“U”形金属导轨放置在倾角为30°的光滑斜面上,导轨间距为d,导轨间存在垂直斜面的磁感应强度为B的匀强磁场,导轨上垂直于导轨平放质量为m的导体棒,跨过滑轮的细绳一端悬挂质量为m0的物块,另一端通过平行于斜面的细绳连接导体棒,已知m0=3m,M=4m,重力加速度为g,导体棒电阻为R,其余电阻不计,导轨与导体棒之间的摩擦力不计,运动过程中导体棒未滑出导轨,导轨与物块均未落地。
(1)若导轨固定,由静止释放导体棒,求导体棒运动的最大速度的大小;
(2)若将导轨和导体棒同时由静止释放,导轨沿斜面向下运动达到最大速度v1时,求导体棒的速度v2和加速度a2。
(3)在导体棒运动过程中选择不同时刻释放导轨,导轨可能由静止沿斜面向下运动,也可能由静止沿斜面向上运动。要保证任何时刻释放导轨都能由静止沿斜面向下运动,求斜面倾角的取值范围。
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两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,垂直于导轨水平放置在导轨上,如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变,重力加速度为g.
(1)给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度,同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力,结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动.求拉力做功的功率.
(2)若作用在ab杆的拉力与第(1)问相同,但两根杆都是同时从静止开始运动,求两根杆达到稳定状态时的速度.
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
在倾角为θ的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨PQ、MN,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.有两根质量分别为m1和m2的金属棒a、b,先将a棒垂直于导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直于导轨放置,此刻起a、c做匀速运动而b静止,a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计,则( )
A.物块c的质量是(m1+m2)sinθ
B.b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C.b棒放上导轨后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的电能
D.b棒放上导轨后,b棒中电流大小是
高三物理选择题简单题查看答案及解析
在倾角为θ的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨PQ、MN,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.有两根质量分别为m1和m2的金属棒a、b,先将a棒垂直于导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直于导轨放置,此刻起a、c做匀速运动而b静止,a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计,则( )
A. 物块c的质量是(m1+m2)sinθ
B. b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C. b棒放上导轨后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的电能
D. b棒放上导轨后,b棒中电流大小是
高三物理单选题简单题查看答案及解析
在倾角为θ的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨PQ、MN,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下。有两根质量分别为m1和m2的金属棒a、b,先将a棒垂直于导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直于导轨放置,此刻起a、c做匀速运动而b静止,a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,则( )
A. 物块c的质量是(m1+m2)sin θ
B. b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C. b棒放上导轨后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的电能
D. b棒放上导轨后,b棒中电流大小是
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两根平行金属导轨放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距L,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直斜面向下,导轨上端跨接一定值电阻R。质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,金属棒始终与导轨垂直,导轨和金属棒的电阻不计,现将金属棒从O处由静止释放,进入磁场后正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为0.5v,O点和P点到MN的距离相等,求:
(1)金属棒在磁场中所受安培力F1的大小;
(2)在金属棒从开始运动到P处的过程中,电阻R上共产生多少热量?
(3)在导轨平面内距MN距离为x处的磁感应强度BX;
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如图所示,两光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的同一斜面内,间距为l,其下端有内阻为r的电源,整个装置处在垂直导轨平面向下,磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m、电阻为R的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上,接触良好,且保持静止状态。不计导轨电阻。已知重力加速度为g。求:
(1)导体棒所受安培力F的大小和方向;
(2)电源的电动势E。
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如图所示,两根间距为d的光滑金属导轨,平行放置在倾角为的斜面上,导轨的右端接有电阻R,整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒与两导轨垂直且接触良好,金属棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑一段距离L后返回 ,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。下列说法正确的是
A.导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量q=
B.导体棒返回时先做匀加速运动,最后做匀速直线运动
C.导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生的热量Q=mv02-mgL
D.导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功W= (mv02-mgL)
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如图所示,两根间距为d的光滑金属导轨,平行放置在倾角为的斜面上,导轨的右端接有电阻R,整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒与两导轨垂直且接触良好,金属棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑一段距离L后返回,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 导体棒返回时先做加速运动,最后做匀速直线运动
B. 导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量
C. 导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功
D. 导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生的热量
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