如图所示,两根平行的光滑金属导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的左端串接—个电阻R,在导轨上有一个质量为m的金属棒MN,它的电阻为r,与导轨接触良好,导轨的电阻忽略不计。金属棒MN在水平向右的恒力作用下由静止开始向右运动的过程中,恒力做功的最大功率为P,金属棒MN的最大加速度为a,求:
(1)金属棒MN的最大速度;
(2)当金属棒的加速度是a/3时,电阻R上的电热功率。
高二物理解答题困难题
如图所示,两根平行的光滑金属导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的左端串接—个电阻R,在导轨上有一个质量为m的金属棒MN,它的电阻为r,与导轨接触良好,导轨的电阻忽略不计。金属棒MN在水平向右的恒力作用下由静止开始向右运动的过程中,恒力做功的最大功率为P,金属棒MN的最大加速度为a,求:
(1)金属棒MN的最大速度;
(2)当金属棒的加速度是a/3时,电阻R上的电热功率。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根相距为L的光滑平行金属导轨CD、EF固定在水平面内,并处在竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入阻值为R的定值电阻,将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上,可以认为MN棒的长度与导轨宽度相等,且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计空气阻力。金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中,假设磁感应强度大小为B且保持不变,为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
(1)请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN中的感应电动势E;
(2)在上述情景中,金属棒MN相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义,推导金属棒MN中的感应电动势E。
(3)请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图。我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,金属棒MN中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况,通过计算分析说明。
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如图所示,两根相距为L的光滑平行金属导轨CD、EF固定在水平面内,并处在竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计.在导轨的左端接入阻值为R的定值电阻,将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上,可以认为MN棒的长度与导轨宽度相等,且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计空气阻力.金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中,假设磁感应强度大小为B且保持不变,为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.
(1)请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN中的感应电动势E;
(2)在上述情景中,金属棒MN相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关.请根据电动势的定义,推导金属棒MN中的感应电动势E.
(3)请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,金属棒MN中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况,通过计算分析说明.
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如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )
A.回路中产生的内能不相等
B.棒运动的加速度相等
C.安培力做功相等
D.通过棒横截面积的电荷量相等
高二物理选择题困难题查看答案及解析
如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中 ( )
A. 回路中产生的内能相等
B. 棒运动的加速度相等
C. 安培力做功相等
D. 通过棒横截面积的电荷量相等
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有
电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的
空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置。
今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位
置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚
好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )
A.回路中产生的焦耳热不相等 B.棒运动的加速度相等
C.安培力做功相等 D.通过棒横截面的电量相等
高二物理选择题困难题查看答案及解析
如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中 ( )
A. 回路中产生的内能相等
B. 棒运动的加速度相等
C. 安培力做功相等
D. 通过棒横截面积的电荷量相等
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中
A. 回路中产生的内能相等
B. 棒运动的加速度相等
C. 安培力做功相等
D. 通过棒横截面积的电荷量相等
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如图所示,平行光滑长导轨处于同一水平面内,相距为l,电阻不计,左端与阻值为R的电阻相连.金属杆质量为m,电阻为r,垂直于两导轨放置,整个装置放在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.现对杆施加一水平向右的恒定拉力F,使它由静止开始运动.求:
(1)当杆的速度为v时,杆的加速度a;
(2)杆稳定时的速度;
(3)若杆从静止到达稳定的过程中,杆运动的距离为s,则此过程回路中产生的热量Q为多少?
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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.
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