高三物理解答题中等难度题
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如图所示,长为L=0.2 m、电阻为r=0.3 Ω、质量为m=0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两轨道间距也为L,棒与轨道接触良好,导轨电阻不计。导轨左端接有R=0.5 Ω的电阻,量程为0~3.0 A的电流表串联在一条导轨上,量程为0~1.0 V的电压表接在电阻R的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定的外力F使金属棒右移,当金属棒以υ=2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一电表未满偏。问:
(1)此时满偏的电表是什么表?说明理由。
(2)拉动金属棒的外力F有多大?
(3)导轨处的磁感应强度多大?
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如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距l=0.3m,导轨的左端M、N用R=0.2的电阻连接,导轨电阻不计,导轨上跨放着一根电阻r=0.1、质量为m=0.1kg的金属杆,金属杆长度也为l。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T。现对金属杆施加适当的拉力使它由静止开始运动。则金属杆作______________________________运动时,才能使得M点电势高于N点电势,且R上的电压随时间均匀增加,增加率为0.05V/s;若导轨足够长,从杆开始运动起的第4秒末,拉力的瞬时功率为____________W。
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如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2,方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小、方向和运动的时间.
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