如图所示,两光滑的平行金属导轨间距为L=0.5 m,与水平面成θ=30°角。区域ABCD、CDFE内分别有宽度为d=0.2 m垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场,磁感应强度均为B=0.6 T。细金属棒P1、P2质量均为m=0.1 kg,电阻均为r=0.3 Ω,用长为d的轻质绝缘细杆垂直P1、P2将其固定,并使P1、P2垂直导轨放置在导轨平面上与其接触良好,导轨电阻不计。用平行于导轨的拉力F将P1、P2以恒定速度v=2 m/s向上穿过两磁场区域,g取10 m/s2。求:
(1)金属棒P1在ABCD磁场中运动时,拉力F的大小;
(2)从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中,拉力F的最大功率;
(3)从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中,电路中产生的热量。
高二物理解答题中等难度题
如图所示,两光滑的平行金属导轨间距为L=0.5 m,与水平面成θ=30°角。区域ABCD、CDFE内分别有宽度为d=0.2 m垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场,磁感应强度均为B=0.6 T。细金属棒P1、P2质量均为m=0.1 kg,电阻均为r=0.3 Ω,用长为d的轻质绝缘细杆垂直P1、P2将其固定,并使P1、P2垂直导轨放置在导轨平面上与其接触良好,导轨电阻不计。用平行于导轨的拉力F将P1、P2以恒定速度v=2 m/s向上穿过两磁场区域,g取10 m/s2。求:
(1)金属棒P1在ABCD磁场中运动时,拉力F的大小;
(2)从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中,拉力F的最大功率;
(3)从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中,电路中产生的热量。
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(20分)如图甲所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,导轨左端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示,在t=0时,一阻值为2Ω的金属棒在水平恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动,在金属棒从AB位置运动到EF位置的过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流?
(2)恒力F的大小?
(3)金属棒的质量?
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(12分)如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:
(1)通过小灯泡的电流.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s 内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长 l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长 l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示.在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
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如图甲所示,阻值不计的光滑金属导轨在竖直面上平行固定放置,间距d为0.5m,下端通过导线与阻值RL为4Ω的小灯泡L连接,在矩形区域CDFE内有水平向外的匀强磁场,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示,CE长为2m.在t=0时刻,电阻R为1Ω的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,g取10m/s2.求:
(1)通过小灯泡的电流的大小;
(2)金属棒的质量;
(3)金属棒通过磁场区域所用的时间.
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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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