如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
高三物理解答题困难题
如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小l;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
高三物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小l;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图,两条相距为d的倾斜固定平行金属导轨,位于与水平面成确的同一平面内,其右端接一阻值为R的电阻,导轨电阻不计。质量为m、电阻为r的金属杆CD静止在导轨上,杆与导轨间的动摩擦因数为μ.矩形匀强磁场区域MNPQ方向垂直导轨平面向下,磁慼应强度大小为B.磁场区域以速度v0沿导轨匀速向上扫过金属杆,磁场边界PQ与金属杆分离时杆的速度为ν,若导轨足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触,求:
(1)MN刚到达金属杆时,杆中感应电流的大小和方向;
(2)MN刚到达金属杆时,杆的加速度大小;
(3)PQ与金属杆分离时,R上的电功率;
(4)请分析、说明:从MN刚到达金属杆到PQ与金属杆分离的这段过程中,金属杆做怎样的运动?
高三物理解答题困难题查看答案及解析
(1)如图所示,两条相距L的平行金属导轨位于同一水平面内,其左端接一阻值为R的电阻。矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下,质量为的金属杆位于磁场区域内且静置在导轨上。现让磁场区域以速度匀速向右运动,金属杆会在磁场力的作用下运动起来,已知金属杆运动时受到恒定的阻力f,除R外其它电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中与导轨垂直且始终未离开磁场区域。求:金属杆初始时的加速度和它能达到的最大速率
(2)根据(1)中的模型,某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2,二者方向相反。矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘)。其中ad边宽度与磁场间隔相等,当磁场B1和B2同时以速度沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动。已知金属框垂直导轨的ab边长、总电阻,列车与线框的总质量, ,悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力。
①求实验车所能达到的最大速率;
②假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为时,发现实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间。
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如图甲所示。在同一水平面上,两条足够长的平行金属导轨MNPQ间距为,右端接有电阻,导轨EF连线左侧光滑且绝缘.右侧导轨粗糙,EFGH区域内有垂直导轨平面磁感应强度的矩形匀强磁场;一根轻质弹簧水平放置,左端固定在K点,右端与质量为的金属棒a接触但不栓接,且与导轨间的动摩擦因数,弹簧自由伸长时a棒刚好在EF处,金属棒a垂直导轨放置,现使金属棒a在外力作用下缓慢地由EF向左压缩至AB处锁定,压缩量为。此时在EF处放上垂直于导轨质量电阻的静止金属棒b。接着释放金属棒a,两金属棒在EF处碰撞,a弹回并压缩弹簧至CD处时速度刚好为零且被锁定,此时压缩量为,b棒向右运动,经过从右边界GH离开磁场,金属棒b在磁场运动过程中流经电阻R的电量。设棒的运动都垂直于导轨,棒的大小不计,已知弹簧的弹力与形变量的关系图像(如图乙)与x轴所围面积为弹簧具有的弹性势能。求:
(1)金属棒a碰撞金属棒b前瞬间的速度
(2)金属棒b离开磁场时的速度
(3)整个过程中电阻R上产生的热量
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两根相距为L且足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们最右端接有阻值为R的电阻,导轨一部分在同一水平面内,另一部分与水平面的夹角为θ.质量均为m,电阻为R的相同金属细杆ab、cd与导轨垂直接触,导轨的电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态。重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. ab杆所受拉力F的大小为
B. ab杆两端的电势差
C. 电阻的发热功率为
D. v与m大小的关系为
高三物理多选题简单题查看答案及解析
如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距l,左端与一阻值为R的电阻相连。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一质量为m、电阻为r的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知电阻R消耗的功率为P,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,导轨的电阻可忽略。求:
(l)导体棒匀速运动的速率
(2)水平外力F的大小。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距l,左端与一阻值为R的电阻相连。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一质量为m、电阻为r的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知电阻R消耗的功率为P,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,导轨的电阻可忽略。求:
(l)导体棒匀速运动的速率
(2)水平外力F的大小。
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如图所示,相距L的两平行金属导轨位于同一水平面上,左瑞与一阻值为R的定值电阻相连,一质量为m、阻值为r的导体棒放在导轨上,整个装置置于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒在水平外力作用下以速度v沿导轨水中向右匀速滑动。滑动过程中棒始终保持与导轨垂直并接触良好。导转的电阻忽略,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)棒中电流I的大小;
(2)水平外力F的大小;
(3)当棒与定值电阻间的距离为d时开始计时,保持棒速度v不变,欲使棒中无电流,求磁感应强度B随时间t变化的关系式。
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