如图所示,水平放置的两条平行金属导轨相距 L=lm,处在竖直向下的 B=0.5T 匀强磁场中,金属棒 MN 置于平导轨上,金属棒与导轨垂直且接触良好,MN 的质量为 m=0.2kg, MN 的电阻为 r=1.0Ω,与水平导轨间的动摩擦因数 μ=0.5,外接 电阻 R=1.5Ω。从 t=0 时 刻起,MN 棒在水平外力 F 的作用下由静止开始以 a=2m/s2 的加速度向右做匀 加速直线运动。不计导轨的电阻,水平导轨足够长, g=10m / s2,求:
(1)t=5s 时,外接电阻 R 消耗的电功率;
(2)t=0~2.0s 时间内通过金属棒 MN 的电荷量;
(3)规定图示 F 方向作为力的正方向,求出 F 随时间 t 变化的函数关系;
(4)若改变水平外力 F 的作用规律,使 MN 棒的运动速度 v 与位移 x 满足关系:V=0.5x ,求 MN 棒从静止开始到 x=6m 的过程中,水平外力 F 所做的功。
高二物理解答题中等难度题
如图所示,水平放置的两条平行金属导轨相距 L=lm,处在竖直向下的 B=0.5T 匀强磁场中,金属棒 MN 置于平导轨上,金属棒与导轨垂直且接触良好,MN 的质量为 m=0.2kg, MN 的电阻为 r=1.0Ω,与水平导轨间的动摩擦因数 μ=0.5,外接 电阻 R=1.5Ω。从 t=0 时 刻起,MN 棒在水平外力 F 的作用下由静止开始以 a=2m/s2 的加速度向右做匀 加速直线运动。不计导轨的电阻,水平导轨足够长, g=10m / s2,求:
(1)t=5s 时,外接电阻 R 消耗的电功率;
(2)t=0~2.0s 时间内通过金属棒 MN 的电荷量;
(3)规定图示 F 方向作为力的正方向,求出 F 随时间 t 变化的函数关系;
(4)若改变水平外力 F 的作用规律,使 MN 棒的运动速度 v 与位移 x 满足关系:V=0.5x ,求 MN 棒从静止开始到 x=6m 的过程中,水平外力 F 所做的功。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R = 3Ω的电阻.导轨相距d =lm,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B = 0.5T. 质量为m =0.1kg,电阻为r =1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好,现用平行于MN的恒力F =1N向右拉动CD,CD受摩擦阻力f恒为0. 5N.求
(1) CD运动的最大速度;.
(2)当CD迖到最大速度后,电阻消耗的电功率;
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度.
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两条平行的金属导轨相距L = lm,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中.金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg,电阻分别为RMN =1Ω和RPQ = 2Ω .MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好.从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a =1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态.t=3s时,PQ棒消耗的电功率为8W,不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动.求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)t=0~3s时间内通过MN棒的电荷量;
(3)求 t =6s时F2的大小和方向;
(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移s满足关系:,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上.求MN棒从静止开始到s=5m的过程中,系统产生的热量.
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两条平行的金属导轨相距L=lm,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg,电阻分别为RMN=1Ω和RPQ=2Ω.MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态。t=3s时,PQ棒消耗的电功率为8W,不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)t=0~3s时间内通过MN棒的电荷量;
(3)求t=6s时F2的大小和方向;
(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移s满足关系:v=0.4s,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上。求MN棒从静止开始到s=5m的过程中,系统产生的焦耳热。
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的光滑平行直导轨水平放置,R为固定电阻,导轨电阻不计,金属杆MN垂直于导轨放置,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,t=0时刻,金属棒在水平拉力F作用下,由静止开始沿导轨向右加速运动,金属棒的v-t图象如图乙所示。下列关于外力F、 导体棒切割磁感线产生的电动势e、通过R的电流i、通过棒的电荷量q随时间变化的图象中正确的是
A. B.
C. D.
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,两条平行的足够长的金属导轨相距L=1m,水平部分处在竖直向下的匀强磁场B1中,倾斜部分与水平方向的夹角为37°,处于垂直斜面向下的匀强磁场B2中,B1=B2=0.5T。金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg,电阻RMN =0.5Ω、RPQ =1.5Ω。MN置于水平导轨上,PQ放倾斜导轨上,刚好不下滑.两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起,MN棒在水平外力F的作用下由静止开始向右运动,MN棒的速度v与位移x满足关系v=0. 4x.不计导轨的电阻,MN与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5。
(1)问当MN棒运动的位移为多少时PQ刚要滑动?
(2)求从t=0到PQ刚要滑动的过程中通过PQ棒的电荷量。
高二物理简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。
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.
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图,ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,质量为0.12 kg的金属棒MN垂直导轨放置,当金属棒中通以0.5 A的电流时,棒沿导轨向右做匀速运动;当棒中电流增大到0.8 A时,棒能获得向右的大小为2 m/s2的加速度。求:
(1)金属棒中的电流方向;
(2)磁感应强度的大小。
高二物理解答题简单题查看答案及解析
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N.求:
1.CD运动的最大速度是多少?
2.当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
3.当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
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