如图所示,在水平地面上固定一光滑金属导轨,导轨间距离为L,导轨电阻不计,右端接有阻值为R的电阻,质量为m,电阻r=R的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上,整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有一水平向右的初速度v0 , 已知当导体棒第一次回到初始位置时,速度大小变为v0, 整个运动过程中导体棒始终与导体垂直并保持良好接触,弹簧的重心轴线与导轨平行,且弹簧始终处于弹性限度范围内.求:
(1)初始时刻通过电阻R的电流I的大小;
(2)导体棒第一次回到初始位置时,导体棒的加速度大小为a;
(3)导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳Q.
高三物理解答题困难题
如图所示,在水平地面上固定一光滑金属导轨,导轨间距离为L,导轨电阻不计,右端接有阻值为R的电阻,质量为m,电阻的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上,整个装置处在磁感应强度大小为B.方向竖直向下的匀强磁场中。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有一水平向右的初速度,已知当导体棒第一次回到初始位置时,速度大小变为,整个运动过程中导体棒始终与导体垂直并保持良好接触,弹簧的重心轴线与导轨平行,且弹簧始终处于弹性限度范围内。求:
(1)初始时刻通过电阻R的电流I的大小;
(2)导体棒第一次回到初始位置时,导体棒的加速度大小为a;
(3)导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳Q。
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如图所示,在水平地面上固定一光滑金属导轨,导轨间距离为L,导轨电阻不计,右端接有阻值为R的电阻,质量为m,电阻r=R的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上,整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有一水平向右的初速度v0 , 已知当导体棒第一次回到初始位置时,速度大小变为v0, 整个运动过程中导体棒始终与导体垂直并保持良好接触,弹簧的重心轴线与导轨平行,且弹簧始终处于弹性限度范围内.求:
(1)初始时刻通过电阻R的电流I的大小;
(2)导体棒第一次回到初始位置时,导体棒的加速度大小为a;
(3)导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳Q.
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如图所示,光滑平行足够长的金属导轨MN、PQ,间距为d,与水平地面成θ角放置,Q端接地。阻值为R的电阻接在M、P间,导轨电阻忽略不计。匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度为B。质量为m,电阻为r的导体棒垂直于轨道,由静止释放,下滑距离s时,速度为v。重力加速度为g。求:
⑴电阻R中的最大电流I和方向;
⑵导体棒速度为v 时,M点的电势;
⑶从释放到导体棒速度为v的过程中,导体棒中产生的热量Q。
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如图所示, 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端间接有阻值为=导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距,电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求:
(1)金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线中产生的热量。
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如图所示, 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端间接有阻值为=导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距,电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求:
(1)金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线中产生的热量。
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如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,固定在水平面上,右端接一个阻值为R的定值电阻,平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h 处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
(重力加速度为g)
A. 金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热
B. 金属棒克服安培力做的功为mgh
C. 金属棒产生的电热为
D. 金属棒运动的时间为
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如图所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行固定放置,导轨间距为L=2m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=0.5T.现有一长度也为L、质量为m=0.4kg、电阻不计的金属棒用轻质细绳通过光滑轻质滑轮与质量为M=0.8kg的物体相连,滑轮与金属棒之间的细绳与导轨平面平行.将金属棒与物体M由静止释放,棒沿导轨运动一段距离后以速度做匀速直线运动,运动过程中,棒与两导轨始终保持垂直接触,不计空气阻力.(取重力加速度g=10)
(1)求金属棒匀速运动时的速度大小;
(2)当棒的速度为0.5时,求棒的加速度大小.
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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,除电阻R外其余电阻不计,导轨所在平面与一匀强磁场垂直,静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为△l.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度小于g
B.电阻R中电流最大时,金属棒在A处下方的某个位置
C.金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg
D.从释放到金属棒最后静止的过程中,电阻R上产生的热量为mg△l
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如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导执,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,固定在水平面上,右端接一个阻值为R的定值电阻,平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)
A. 金属棒中的最大电流为
B. 金属棒克服安培力做的功为mgh
C. 通过金属棒的电荷量为
D. 金属棒产生的电热为
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如图1所示,两根与水平面成角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为,导轨底端接有阻值为的电阻R,导轨的电阻忽略不计整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度现有一质量为、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为的物体相连,细绳与导轨平面平行将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触取重力加速度求:
(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图象如图2所示,请根据图中的数据计算出此时的;
(4)改变磁感应强度的大小为,,其他条件不变,请在坐标图2上画出相应的图线,并请说明图线与M轴的交点的物理意义.
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