高三物理解答题中等难度题
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如图所示,两根足够长的光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上,两导轨间距为d=0.2m,导轨电阻忽略不计,M、P端连接一阻值R=1.5Ω的电阻。有一质量m=0.08kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上,棒与导轨接触良好。整个装置处于一竖直向下,磁感应强度大小为B=0.5T匀强磁场中(磁场足够大),t=0秒时,给棒向右的初速度v=10m/s,则:
(1)画出回路中的等效电路图,并求出棒在t=0秒时回路中的电流大小;
(2)分析并说明棒向右过程中的运动情况;
(3)若在t=0秒时给棒施加一水平向右的拉力F=0.05N,求10秒内回路中产生的焦耳热。
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如图甲所示,两根足够长粗糙的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上,两导轨间距为d=0.2m,导轨电阻忽略不计,M、P端连接一阻值R=0.5Ω的电阻;现有一质量m=0.08kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上,棒离R的距离为L=2m,棒与导轨接触良好。整个装置处于一竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。已知棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.01,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 棒ab相对于导轨静止时,回路中产生的感应电动势为0.2V
B. 棒ab相对于导轨静止时,回路中产生的感应电流为0.02A
C. 棒ab经过40s开始运动
D. 在0~4.0s时间内通过R的电荷量q为0.8C
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
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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如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L1=0.5m,左端用导线相连.质量为m=0.1kg,电阻为R=0.1Ω的金属棒ab垂直导轨静止在导轨平面上,金属棒ab与导轨左端的距离L2=0.8m,金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.75,导与线导轨的电阻均不计.现将整个装置置于垂直于轨道平面竖直向上的磁场中,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示.设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略金属棒与导轨上电流之间的相互作用,g=10m/s2.求:
(1)金属棒未出现滑动之前,通过金属棒ab中电流的大小和方向;
(2)从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中,金属棒产生的热量.
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如图a所示,一对平行光滑导轨固定放置在水平面上,两轨道间距L=0.5m,电阻R=2Ω,有一质量为m=0.5kg的导体棒ab垂直放置在两轨道上,导体棒与导轨的电阻皆可忽略不计,整个装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面,开始用一个外力F沿轨道方向拉导体棒,使之做初速度为零的匀加速直线运动,外力F与时间t的关系如图b所示,经过一段时间后将外力F撤去,导体棒在导轨上滑行一端距离后停止。要使撤去外力F前导体棒运动时通过电阻R的电量等于撤去外力后导体棒运动时通过电阻R的电量,
求:
⑴导体棒匀加速直线运动的加速度?
⑵匀强磁场的磁感应强度B?
⑶外力F作用在导体棒上的时间?
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如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50cm,金属导体棒ab质量为0.1kg,电阻为0.2Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8Ω(导轨其余部分电阻不计).现加上竖直向下的磁感应强度为0.2T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1N拉动ab,使其从静止开始运动,则( )
A. 导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M
B. 导体棒ab运动的最大速度为10m/s
C. 导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1V后保持不变
D. 导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和
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