如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两轨道之间的距离L=0.50m.一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中.在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g=10m/s2.
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0Ω时,金属杆ab静止在轨道上.
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向.
高二物理解答题中等难度题
如图所示,两根光滑直金属导轨MN、PQ平行倾斜放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两轨道之间的距离L=0.5m。一根质量m=0.02kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与金属杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2.)金属杆ab始终静止在导轨上。
(1)如果电阻箱接入电路中的电阻R=3Ω,磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向。
(2)如果磁场方向竖直向下,磁感应强度B=0.4T,金属导轨与杆的动摩擦因数μ=0.5,求为使金属杆静止,电阻箱接入电路中的电阻R的范围。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两轨道之间的距离L=0.50m.一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中.在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g=10m/s2.
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0Ω时,金属杆ab静止在轨道上.
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向.
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37º,两轨道之间的距离L=0.50m。一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin37º=0.60,cos37º=0.80,重力加速度g=10m/s2。
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0Ω时,金属杆ab静止在轨道上。
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图下所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为θ=37°,两导轨之间的距离为L=0.2 m,导轨上端m、n之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场边界,磁感应强度为B=2.0 T。一质量为m=0.05 kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75 m处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻r=0.4 Ω,其余部分的电阻忽略不计,ab、ef均垂直导轨。(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:
(1)ab棒最终在磁场中匀速运动的速度;
(2)ab棒运动过程中的最大加速度。
高二物理简答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为,两导轨之间距离为,导轨上端、之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线为磁场边界,磁感应强度为.一质量为的光滑金属棒从距离磁场边界处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻,其余部分的电阻忽略不计,、均垂直导轨.(,,)求:
()棒最终在磁场中匀速运动时的速度.
()流过导线电流的最大值.
()棒在整个运动过程中的最大加速度.
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如图甲所示足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置,两导轨之间的距离为L=0.5m,导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°,导轨上端a、c之间连接有一阻值为R1=4Ω的电阻,下端b、d之间接有一阻值为R2=4Ω的小灯泡。有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场的上边界,ij为磁场的下边界,此区域内的感应强度B,随时间t变化的规律如图乙所示,现将一质量为m=0.2kg的金属棒MN,从距离磁场上边界ef的一定距离处,从t=0时刻开始由静止释放,金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中,小灯泡的亮度始终不变。金属棒MN在两轨道间的电阻r=1Ω,其余部分的电阻忽略不计,ef、ij边界均垂直于两导轨。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小灯泡的实际功率;
(2)金属棒MN穿出磁场前的最大速率;
(3)整个过程中小灯泡产生的热量。
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相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置,如图,导轨所在平面与水平面的夹角θ=37°,现在导轨上放一质量330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦系数为μ=0.5,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接电源电动势为E=15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值可按要求进行调节,其他部分电阻不计,取g=10m/s2,为保持金属棒ab处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)ab中通入的最大电流强度为多少;
(2)ab中通入的最小电流强度为多少
高二物理解答题困难题查看答案及解析
两根相距L=1m的平行金属导轨如图放置,其中一部分水平,连接有一个“6V,3W”的小灯泡,另一部分足够长且与水平面夹角θ=37°,两金属杆ab.cd与导轨垂直并良好接触,分别放于倾斜与水平导轨上并形成闭合回路,两杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计.金属杆ab质量m1=1kg,电阻R1=1Ω;cd质量m2=2kg,电阻R2=4Ω.整个装置处于磁感应强度B=2T、方向垂直于倾斜导轨向上的匀强磁场中,ab杆在平行于倾斜导轨向上的恒力F作用下由静止开 始向上运动,当ab杆向上匀速运动时,小灯泡恰好正常发光,整个过程中ab杆均在倾斜导轨上运动,cd 杆始终保持静止(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2 ).求:
(1)ab杆向上匀速运动的速度大小;
(2)ab杆向上匀速运动时,cd杆受到的摩擦力大小;
(3)ab杆从开始运动到速度最大过程中上升的位移x=4m,恒力F作功56焦耳,求此过程中由于电流做功产生的焦耳热.
高二物理计算题简单题查看答案及解析
两根相距L=1m的平行金属导轨如图放置,其中一部分水平,连接有一个“6V,3W”的小灯泡,另一部分足够长且与水平面夹角θ=37°,两金属杆ab.cd与导轨垂直并良好接触,分别放于倾斜与水平导轨上并形成闭合回路,两杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计.金属杆ab质量m1=1kg,电阻R1=1Ω;cd质量m2=2kg,电阻R2=4Ω.整个装置处于磁感应强度B=2T、方向垂直于倾斜导轨向上的匀强磁场中,ab杆在平行于倾斜导轨向上的恒力F作用下由静止开 始向上运动,当ab杆向上匀速运动时,小灯泡恰好正常发光,整个过程中ab杆均在倾斜导轨上运动,cd 杆始终保持静止(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2 ).求:
(1)ab杆向上匀速运动的速度大小;
(2)ab杆向上匀速运动时,cd杆受到的摩擦力大小;
(3)ab杆从开始运动到速度最大过程中上升的位移x=4m,恒力F作功56焦耳,求此过程中由于电流做功产生的焦耳热.
高二物理解答题简单题查看答案及解析
如图甲所示,两根平行金属导轨固定倾斜放置,导轨与水平面夹角为37°,相距d0=0.5 m,a、b间接一个电阻,其阻值R=1.5 Ω.在导轨c、d两点处放一根质量m=0.05 kg的金属棒且导轨ad段与导轨bc段长均为L=1 m,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.金属棒电阻r=0.5 Ω,金属棒被两个垂直于导轨的木桩托住而不会下滑.在金属导轨区域加一个垂直导轨平面斜向下的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示.重力加速度取g=10 m/s2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
甲 乙
(1)求0~1.0 s内回路中产生的感应电动势大小;
(2)求t=0时刻,金属棒所受的安培力大小;
(3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,求图乙中t0的最大值;
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