如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接。矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射。在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
A. 流过电阻R的电荷量为
B. 电阻R的最大电流为
C. 电阻R中产生的焦耳热为
D. 导体棒在磁场中运动的最大加速度为
高二物理多选题中等难度题
如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接。矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射。在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
A. 流过电阻R的电荷量为
B. 电阻R的最大电流为
C. 电阻R中产生的焦耳热为
D. 导体棒在磁场中运动的最大加速度为
高二物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接。矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射。在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
A. 流过电阻R的电荷量为
B. 电阻R的最大电流为
C. 电阻R中产生的焦耳热为
D. 导体棒在磁场中运动的最大加速度为
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如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接。矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射。在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
A. 流过电阻R的电荷量为
B. 电阻R的最大电流为
C. 电阻R中产生的焦耳热为
D. 导体棒在磁场中运动的最大加速度为
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如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为L。导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接。矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为μ,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射。在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
A. 流过电阻R的电荷量为
B. 电阻R的最大电流为
C. 电阻R中产生的焦耳热为
D. 导体棒在磁场中运动的最大加速为
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如图所示,两根金属平行导轨和放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为,电阻不计.水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为,方向竖直向下.质量均为、电阻均为的金属棒和垂直导轨放置在其上,金属棒置于磁场Ⅱ的右边界处.现将金属棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动.设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为,将金属棒从距水平面高度处由静止释放.求:
①金属棒刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒的电流大小;
②若金属棒在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒释放时的高度应满足的条件;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒仍从高度处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ.设两磁场区域足够大,求金属棒在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒中可能产生焦耳热的最大值.
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根光滑的金属平行导轨和放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为,电阻不计.水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为,多方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为,方向竖直向下.质量均为、电阻均为的金属棒和垂直导轨放置在其上.现将金属棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动.设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.将金属棒仍从高度处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ.设两磁场区域足够大.
(1)若金属棒置于磁场Ⅰ中某位置,且与该区域左端有足够距离,求:
a.两金属棒的运动达到稳定后,金属棒的速度为多少?
b.过程中某时刻金属棒的速度变为其刚进入磁场区域时的,求金属棒在过程中所受到的安培力的冲量;
(2)若金属棒置于磁场Ⅱ的右边界处,求:
a.金属棒进入磁场Ⅰ后,两棒最终能否均做匀速运动?若能,求出稳定时两棒的速度分别为多少;若不能,请阐明理由;
b.求上述过程中金属棒中可能产生的焦耳热的最大值.
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(12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求
(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。
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如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计.水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R.b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放.运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g.
(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力。
(2)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能.
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如图所示,两根平行光滑的金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.导体棒a和b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R.b棒放置在水平导轨上且距弯曲轨道底部L0处,a棒在弯曲轨道上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直,重力加速度为g。求
(1)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的内能?
(2)a,b棒运动最终稳定时,通过a棒的总电量?
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如图所示,两根平行光滑的金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a和b的质量均为m,电阻值分别为,。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弯曲轨道上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直,重力加速度为g。(提示:可运用动量定理和动量守恒来求解)求:
(1)a棒开始下落刚到水平面时的速度;
(2)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的内能;
(3)a、b棒运动最终稳定时,通过a棒的总电荷量。
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