光滑的平行金属导轨轨道平面与水平面的夹角为θ,导轨上端接一阻值为R的电阻,导轨所在空间有垂直导轨平面向上的均匀磁场,有一质量为m、电阻为r的金属棒ab,放在导轨上,其余部分电阻不计.要使金属棒始终处于平衡状态, 则磁场随时间变化的图像可能是:
高三物理选择题中等难度题
光滑的平行金属导轨轨道平面与水平面的夹角为θ,导轨上端接一阻值为R的电阻,导轨所在空间有垂直导轨平面向上的均匀磁场,有一质量为m、电阻为r的金属棒ab,放在导轨上,其余部分电阻不计.要使金属棒始终处于平衡状态, 则磁场随时间变化的图像可能是:
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光滑的平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1T,如图所示.有一质量m=0.5kg、电阻r=0.4Ω的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量Q1=0.6J,取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 棒下滑到轨道最底端时加速度的大小为3m/s2
B. 当棒的速度v=2m/s时,电阻R两端的电压为0.4V
C. 棒下滑到轨道最底端时速度的大小为2m/s
D. 当棒的速度v=2m/s时,电阻R两端的电压为1.0V
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如图所示,两条平行的光滑金属导轨相距l=0.5m,两导轨上端通过一阻值R=5Ω的定值电阻连接,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨内上部有方向垂直轨道面向上、面积S=0.2m2的有界均匀磁场忽略不计磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt2,式中k=5T/s2。导轨下部有足够大的匀强磁场区域区域上边界AB与导轨垂直磁场的磁感应强度大小B0=2T,方向垂直轨道向下。一长度恰等于导轨间距、质量m=0.1kg的金属棒MN置于两磁场之间的无磁场区域,在t=0时由静止释放,经时间t0金属棒恰经过AB位置,且始终在匀强磁场中做加速度恒为a=2m/s2的匀加速直线运动,整个运动过程中金属棒始终与导轨垂直并接触良好,除R外其他电阻均,取g=10m/s2。试求:
(1)金属棒在ABCD区域运动时的电流大小及方向;
(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量的表达式(用含有t0及t的字母表示);
(3)根据题目提供的数据及相关条件,确定t0的数值
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如下图所示,两平行光滑金属导轨间距,导轨平面与水平面的夹角,上端接有的电阻;导轨内上部有方向垂直轨道面向上、面积的有界均匀磁场,磁感应强度B大小随时间t变化,关系为(,且为常量);下部区域ABCD内有大小的匀强磁场,磁场方向垂直轨道面向下,AB、CD与导轨垂直,距离d=1.04m。现将金属棒MN置于两磁场之间的无磁场区域,并与导轨垂直;在t=0时由静止释放金属棒,金属棒以的加速度匀加速通过ABCD区域。已知金属棒质量,且运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,除R外所有电阻均忽略不计,。求
(1)金属棒在ABCD区域中运动时电流大小及方向;
(2)k值及金属棒从静止到通过ABCD区域所用的时间。
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如下图所示,两平行光滑金属导轨间距,导轨平面与水平面的夹角,上端接有的电阻;导轨内上部有方向垂直轨道面向上、面积的有界均匀磁场,磁感应强度B大小随时间t变化,关系为(,且为常量);下部区域ABCD内有大小的匀强磁场,磁场方向垂直轨道面向下,AB、CD与导轨垂直,距离d=1.04m。现将金属棒MN置于两磁场之间的无磁场区域,并与导轨垂直;在t=0时由静止释放金属棒,金属棒以的加速度匀加速通过ABCD区域。已知金属棒质量,且运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,除R外所有电阻均忽略不计,。求
(1)金属棒在ABCD区域中运动时电流大小及方向;
(2)k值及金属棒从静止到通过ABCD区域所用的时间。
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如下图所示,两平行光滑金属导轨间距,导轨平面与水平面的夹角,上端接有的电阻;导轨内上部有方向垂直轨道面向上、面积的有界均匀磁场,磁感应强度B大小随时间t变化,关系为(,且为常量);下部区域ABCD内有大小的匀强磁场,磁场方向垂直轨道面向下,AB、CD与导轨垂直,距离d=1.04m。现将金属棒MN置于两磁场之间的无磁场区域,并与导轨垂直;在t=0时由静止释放金属棒,金属棒以的加速度匀加速通过ABCD区域。已知金属棒质量,且运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,除R外所有电阻均忽略不计,。求
(1)金属棒在ABCD区域中运动时电流大小及方向;
(2)k值及金属棒从静止到通过ABCD区域所用的时间。
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