如图所示,两足够长的光滑金属导轨水平平行放置,相距L=1m,一阻值为的电阻通过导线与两导轨相连,导轨之间存在着方向相反的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,方向均与导轨平面垂直,磁场宽度均为。区域Ⅰ的磁场是方向向外且磁场边界满足图像的有界磁场。区域Ⅱ内存在于区域内且方向向里且充满导轨间的方形磁场。已知:。一根略长于导轨宽度的导体棒其质量为,在外力F的作用下,从位置匀速地经过磁场,速度为2m/s。导体棒的有效电阻为。导体在经过区域Ⅰ时的最大感应电动势的值为10V。(导线及导轨上电阻忽略不计)
求:
(1)求解各是多大?
(2)导体棒在经过整个磁场区域这一过程中,电流有效值
(3)导体棒在通过磁场时,外力F的平均功率P。
(4)若以一定初速度从x=0位置将导体棒推进匀强磁场,并使它能够穿过整个磁场区域,求它的初速度至少为多少?(已知:函数在半个周期内与轴围成“面积”为2)
高三物理解答题困难题
如图所示,两足够长的光滑金属导轨水平平行放置,相距L=1m,一阻值为的电阻通过导线与两导轨相连,导轨之间存在着方向相反的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,方向均与导轨平面垂直,磁场宽度均为。区域Ⅰ的磁场是方向向外且磁场边界满足图像的有界磁场。区域Ⅱ内存在于区域内且方向向里且充满导轨间的方形磁场。已知:。一根略长于导轨宽度的导体棒其质量为,在外力F的作用下,从位置匀速地经过磁场,速度为2m/s。导体棒的有效电阻为。导体在经过区域Ⅰ时的最大感应电动势的值为10V。(导线及导轨上电阻忽略不计)
求:
(1)求解各是多大?
(2)导体棒在经过整个磁场区域这一过程中,电流有效值
(3)导体棒在通过磁场时,外力F的平均功率P。
(4)若以一定初速度从x=0位置将导体棒推进匀强磁场,并使它能够穿过整个磁场区域,求它的初速度至少为多少?(已知:函数在半个周期内与轴围成“面积”为2)
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距L=1 m,一理想电流表和一电阻R=10 Ω的电阻通过导线与两导轨相连,导轨之间存在着方向相同,高度均为h的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m=1 kg、有效电阻也为R=10 Ω的导体棒,从距磁场Ⅰ下方边界一定距离处,在F=20 N的恒定外力作用下从静止开始竖直向上运动,导体棒在Ⅰ磁场中运动的过程中电流表的示数恒为1 A,导体棒离开磁场Ⅱ前的一段时间内电流表的示数恒为2 A,导体棒始终保持水平,不计导轨的电阻。(g=10 m/s2)求:
(1)Ⅰ、Ⅱ两磁场的磁感应强度分别为多大;
(2)导体棒开始运动的位置到磁场Ⅰ下端的距离。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距m,导轨一端与阻值Ω的电阻相连,导轨电阻不计.导轨一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场,其方向垂直导轨平面向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示.一根电阻不计的金属棒垂直置于导轨上,棒在外力作用下从处以初速度m/s沿导轨向右变速运动.已知金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.
(1)画出金属棒上的感应电流方向,并计算其受到的安培力大小;
(2)金属棒在m处的速度大小;
(3)金属棒从运动到m过程中,电阻R上产生的热量Q大小;
(4)金属棒从运动到m过程中,流过金属棒的电量q大小.
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,相距为l的光滑平行金属导轨ab、cd放置在水平桌面上,阻值为R的电阻与导轨的两端a、c相连滑杆MN质量为m,垂直于导轨并可在导轨上自由滑动,不计导轨、滑杆以及导线的电阻整个装置放于竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度的大小为滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与另一质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态现将物块由静止释放,当物块达到最大速度时,物块的下落高度 ,用g表示重力加速度,则在物块由静止开始下落至速度最大的过程中
A. 物块达到的最大速度是 B. 电阻R放出的热量为
C. 通过电阻R的电荷量是 D. 滑杆MN产生的最大感应电动势为
高三物理多选题简单题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L="0.4" m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m="0.2" kg、电阻r="0.1" Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
A. 金属棒向右做匀减速直线运动
B. 金属棒在x="1" m处的速度大小为0.5m/s
C. 金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为-0.175 J
D. 金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
高三物理单选题简单题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4 m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2 kg、电阻r=0.1 Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
A.金属棒向右做匀减速直线运动
B.金属棒在x=1 m处的速度大小为0.5m/s
C.金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为-0.175 J
D.金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
高三物理选择题简单题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4 m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2 kg、电阻r=0.1 Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
A.金属棒向右做匀减速直线运动
B.金属棒在x=1 m处的速度大小为1.5m/s
C.金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为-0.175 J
D.金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4 m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2 kg、电阻r=0.1 Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
A. 金属棒向右做匀减速直线运动
B. 金属棒在x=1 m处的速度大小为0.5m/s
C. 金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为0.175 J
D. 金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中电阻R的电功率保持不变。下列说法中正确的是
A. 金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
B. 金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为零
C. 金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
D. 金属棒从x=0运动到x=2m所用时间为2s
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计.导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示.一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.下列说法中正确的是( )
A.金属棒向右做匀减速直线运动
B.金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
C.金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为-0.175J
D.金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
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