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试题详情

如图（甲）所示，倾角α＝30°、宽度L＝0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值R＝1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r＝0.5Ω，质量m＝0.16kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图（乙）所示，已知t＝3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s内金属杆下滑的距离s＝11m。求：

（1）t＝2.0s时电阻R中的功率；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）估算1.0s~2.0s内通过电阻R的电量；

（4）为了求出0～3.2s内回路中产生总的焦耳热，某同学解法如下：

读图得到t＝3.2s时电流I＝1.6A，此过程的平均电流＝I＝0.8A，再由2Rt求出电阻R中的电热，进而求出回路产生的焦耳热。

该同学解法是否正确？如正确，请求出最后结果；如不正确，请指出错误之处，并用正确的方法求出结果。

高三物理简答题困难题

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试题答案

试题解析

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如图（甲）所示，倾角α＝30°、宽度L＝0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值R＝1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r＝0.5Ω，质量m＝0.16kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图（乙）所示，已知t＝3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s内金属杆下滑的距离s＝11m。求：
（1）t＝2.0s时电阻R中的功率；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）估算1.0s~2.0s内通过电阻R的电量；
（4）为了求出0～3.2s内回路中产生总的焦耳热，某同学解法如下：
读图得到t＝3.2s时电流I＝1.6A，此过程的平均电流＝I＝0.8A，再由2Rt求出电阻R中的电热，进而求出回路产生的焦耳热。
该同学解法是否正确？如正确，请求出最后结果；如不正确，请指出错误之处，并用正确的方法求出结果。

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如图所示，一根金属棒置于倾角θ=30°光滑的导轨上，金属棒的质量m=0.2kg,电阻r=1Ω,导轨宽度l=0.5m,上端与一阻值为R=1Ω的电阻相连，导轨足够长，空间中存在磁感应强度大小为B=2T,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。现由静止释放金属棒，其余部分电阻不计，g取10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
求：（1）金属棒下滑的最大速度？
(2)若金属棒从开始到速度达到1.8m/s时，下滑距离为1m,电阻R上产生的焦耳热是多少？(结果保留两位有效数字）

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如图1所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L₁=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图2甲所示．一开始为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，已知当t=2s时，F恰好为零．求：
（1）当t=2s时，磁感应强度B的大小；
（2）当t=3s时，外力F的大小和方向；
（3）当t=4s时，突然撤去外力F，当金属棒下滑速度达到稳定时，导体棒ab两端的电压为多大；
（4）请在图2乙中画出前4s外力F随时间的变化情况．
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如图1所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L₁=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图2甲所示．一开始为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，已知当t=2s时，F恰好为零．求：
（1）当t=2s时，磁感应强度B的大小；
（2）当t=3s时，外力F的大小和方向；
（3）当t=4s时，突然撤去外力F，当金属棒下滑速度达到稳定时，导体棒ab两端的电压为多大；
（4）请在图2乙中画出前4s外力F随时间的变化情况．
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足够长的光滑平行金属导轨，二导轨间距L=0.5m，轨道平面与水平面的夹角为θ=30°，导轨上端接一阻值为R=0.5Ω的电阻，其余电阻不计，轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度B=1T．有一不计电阻的金属棒ab的质量m=0.5kg，放在导轨最上端，如图所示．当ab棒从最上端由静止开始自由下滑．求：（g取10m/s²）
（1）当棒的速度为v=2m/s时，它的加速度是多少？
（2）棒下滑的最大速度是多少？
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如图甲所示，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L₁=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=0.2kg，阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，g=10m/s²求：
（1）当t=1s时，外力F的大小和方向；
（2）4s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距207.90cm，求棒下滑该距离过程中电阻R上产生的焦耳热．

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如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小为2.0T．现由静止释放金属棒，金属棒在下滑过程中始终与框架垂直，g=10m/s²求：
（1）金属棒沿光滑平行金属导轨运行的最大速度
（2）当金属棒速度为4m/s时，金属棒的加速度是多少？
（3）若从静止释放到金属棒速度达到最大这一过程中电阻R上产生焦耳热是0.75J，则金属棒沿金属框架下滑的距离是多少？

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如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L₁=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示．（g=10m/s²）
（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流多大？方向如何？
（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F，求当t=2s时，外力F的大小和方向；
（3）5s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2.4m，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热．
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如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=lm，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=0.2kg，阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，为保持ab棒静止，需要在棒的中点施加一平行于导轨平面的外力F，4s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出棒从静止开始运动到该位置过程中通过的距离为x=1.6m，（g=10m/s2）求：
（1）当t=3s时，外力F的大小和方向；
（2）R两端电压达到恒定值时，金属棒的速度
（3）从t=0时刻到R两端电压达到恒定，电阻R上产生的焦耳热

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如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L₁=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R=1.5Ω的电阻；质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示．（g=10m/s²）
（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流多大？方向如何？
（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F，求当t=2s时，外力F的大小和方向；
（3）5s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2.4m，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热．
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