如图,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,一质量为m的金属杆MN垂直于两平行光滑导轨ab、cd放置(在同一水平面内),且与两导轨保持良好接触,两导轨间距为d。电动机的输出功率恒为P,通过一细绳拉着金属杆以初速度vo沿导轨向右加速运动。两导轨间连接一阻值为R的定值电阻,金属杆、导轨电阻均不计。经过一段时间t后,金属杆恰好开始做匀速运动,求:
(1)金属杆以初速度vo运动时的加速度大小;
(2)金属杆做匀速运动时的速度大小;
(3)若金属杆以初速度vo运动时的加速度为a,金属杆做匀速运动时的速度为v,画出金属杆在时间t内运动的速度—时间图像,并在图中标出相关物理量;
(4)判断金属杆经过时间t运动的位移S在什么范围内,并写出你的判断依据。
高三物理解答题中等难度题
如图,间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,虚线MN右侧区域存在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场。质量均为m、长度均为L、电阻均为R的导体棒a、b,垂直导轨放置且保持与导轨接触良好。开始导体棒b静止于与MN相距为v0处,导体棒a以水平速度v0从MN处进入磁场。不计导轨电阻,忽略因电流变化产生的电磁辐射,运动过程中导体棒a、b没有发生碰撞。求
(1)导体棒b中产生的内能;
(2)导体棒a、b间的最小距离。
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如图,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,一质量为m的金属杆MN垂直于两平行光滑导轨ab、cd放置(在同一水平面内),且与两导轨保持良好接触,两导轨间距为d。电动机的输出功率恒为P,通过一细绳拉着金属杆以初速度vo沿导轨向右加速运动。两导轨间连接一阻值为R的定值电阻,金属杆、导轨电阻均不计。经过一段时间t后,金属杆恰好开始做匀速运动,求:
(1)金属杆以初速度vo运动时的加速度大小;
(2)金属杆做匀速运动时的速度大小;
(3)若金属杆以初速度vo运动时的加速度为a,金属杆做匀速运动时的速度为v,画出金属杆在时间t内运动的速度—时间图像,并在图中标出相关物理量;
(4)判断金属杆经过时间t运动的位移S在什么范围内,并写出你的判断依据。
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如图,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,一质量为m的金属杆MN垂直于两平行光滑导轨ab、cd放置(在同一水平面内),且与两导轨保持良好接触,两导轨间距为d。电动机的输出功率恒为P,通过一细绳拉着金属杆以初速度vo沿导轨向右加速运动。两导轨间连接一阻值为R的定值电阻,金属杆、导轨电阻均不计。经过一段时间t后,金属杆恰好开始做匀速运动,求:
(1)金属杆以初速度vo运动时的加速度大小;
(2)金属杆做匀速运动时的速度大小;
(3)若金属杆以初速度vo运动时的加速度为a,金属杆做匀速运动时的速度为v,画出金属杆在时间t内运动的速度—时间图像,并在图中标出相关物理量;
(4)判断金属杆经过时间t运动的位移S在什么范围内,并写出你的判断依据。
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如图所示,两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为d,其左端接阻值为R的定值电阻,整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置,且接触良好。现给导体棒MN一水平向右的初速度v1,经过时间t,导体棒MN向右运动的距离为x,速度变为v2。不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件,分别求解在时间t内通过电阻R的焦耳热Q,具体过程如下:
甲同学: 在这段时间内,导体棒MN切割磁感线的感应电动势 所以 | 乙同学: 在导体棒向右运动的过程中,导体棒损失的动能最终转化为电阻R的焦耳热,则有 |
A. 两位同学的解法都正确
B. 两位同学的解法都错误
C. 甲同学的解法正确,乙同学的解法错误
D. 甲同学的解法错误,乙同学的解法正确
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如甲(1)中,两平行光滑金属导轨放置在水平面上间距为L,左端接电阻R,导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。将质量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时,F与金属棒速度v的关系如图甲(2)。已知ab与导轨始终垂直接触良好,设ab中的感应电流为I,ab受到的安培力大小为FA,R两端的电压为UR,R的电功率为P,则下图中大致正确的是( )
A. B. C. D.
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两条无限长且光滑的平行金属导轨的电阻为零,相距l=0.4m,水平放置在方向竖直向下、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,两金属棒长度与导轨宽度相同,电阻均为R=0.5 ,垂直地跨放在导轨上,的质最为m1=0.4kg,的质量为m2=0.1 kg,开始将棒锁定在导轨上,给棒一个向左的瞬时冲量,以初速度5 m/s开始滑动,当速度降为=10 m/s时,将对棒的锁定解除。
(1)在解除对棒的锁定前,电路中一共产生了多少焦耳热?
(2)在刚开始运动时,棒的加速度多大?
(3) 棒能获得的最大速度是多大?
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如图所示,金属导轨M、N平行,相距为L,光滑金属棒a和b垂直于导轨且紧靠着放置,它们的质量均为m,在两导轨之间的电阻均为R。整个装置位于水平面内,处于磁感应强度为B的竖直向下的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,长度足够长。零时刻对a施加一平行于导轨的恒力F。在t时刻电路中电流恰好达到稳定。则
A. t时刻两金属棒的速度相同
B. t时刻a、b两棒速度差为Δv=
C. 在t时刻撤去力F后,导轨之间的电势差UMN会变小
D. 在t时刻撤去力F后,导轨之间的电势差UMN恒定不变
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图(甲)所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上停放一质量、电阻的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(乙)所示。
(1)试分析说明金属杆的运动情况;
(2)求第末外力F的瞬时功率。
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如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上,两导轨间距。导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻。导轨上停放一质量、电阻的金属杆,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力沿水平方向拉金属杆,使之由静止开始做匀加速运动,电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑,获得电压随时间变化的关系如图乙所示。
(1)计算加速度的大小;
(2)求第末外力的瞬时功率;
(3)如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功,求金属杆上产生的焦耳热。
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