如图所示,两条粗糙平行导轨间的距离是0.5m,导轨与2Ω的电阻连接,水平固定放置在桌面上,导轨一部分位于有理想边界的磁场中,磁场垂直导轨平面向下。质量为0.2kg的金属杆垂直放置于导轨上,与导轨接触良好,导轨以及金属杆的电阻可忽略不计。在t0=0时刻,给金属杆施加一个水平向左的恒定拉力F,金属杆由静止开始运动,在t1=10s时,以速度v1=4m/s进入匀强磁场,且恰好做匀速运动,在t2=15s时刻,撤去拉力F,与此同时磁感应强度开始逐渐减小,金属杆中不再有感应电流,金属杆匀减速运动到t3=20s时停止,下面说法正确的是( )
A. 拉力F=0.08N
B. t1~t2时间内磁感应强度0.4T
C. 回路磁通量的最大值为4Wb
D. t2~t3时间内磁感应强度随时间均匀减小
高二物理多选题中等难度题
如图所示,两条粗糙平行导轨间的距离是0.5m,导轨与2Ω的电阻连接,水平固定放置在桌面上,导轨一部分位于有理想边界的磁场中,磁场垂直导轨平面向下。质量为0.2kg的金属杆垂直放置于导轨上,与导轨接触良好,导轨以及金属杆的电阻可忽略不计。在t0=0时刻,给金属杆施加一个水平向左的恒定拉力F,金属杆由静止开始运动,在t1=10s时,以速度v1=4m/s进入匀强磁场,且恰好做匀速运动,在t2=15s时刻,撤去拉力F,与此同时磁感应强度开始逐渐减小,金属杆中不再有感应电流,金属杆匀减速运动到t3=20s时停止,下面说法正确的是( )
A. 拉力F=0.08N
B. t1~t2时间内磁感应强度0.4T
C. 回路磁通量的最大值为4Wb
D. t2~t3时间内磁感应强度随时间均匀减小
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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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(16分)如图所示,相距为l=1 m的光滑平行金属导轨水平放置,一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,OO′是磁场的边界,磁感应强度为B=0.5 T,导轨左端接有定值电阻R=0.5 Ω,导轨电阻忽略不计,在磁场边界OO′处垂直于导轨放置一根质量为m=1 kg、电阻也为0.5 Ω的金属杆ab,
(1)若ab杆在恒力F=2 N的作用下,从OO′边界由静止开始向右运动,通过x=1 m的距离到达cd位置时获得v1=1 m/s的速度,若不考虑整个装置向外的电磁辐射,求此过程中外接电阻上产生的热量Q和到达cd时导体棒的加速度a;
(2)若使ab杆从边界OO′处由静止开始做加速度为a=2 m/s2的匀加速直线运动,请你写出所施加的外力F与时间t的关系式;当ab杆通过x=1 m的距离到达cd位置时,求外力的瞬时功率.
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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。
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如图,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L=0.5m,一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆(如图甲),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,使杆运动.当改变拉力的大小时,相对应稳定时的速度v也会变化.已知v和F的关系如图乙.(取重力加速度g=10m/s2)则( )
A. 金属杆受到的拉力与速度成正比
B. 该磁场磁感应强度为1T
C. 图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小
D. 导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ=0.4
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如图所示,两根相距L1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上,导轨上分布着n 个宽度为d、间距为2d的匀强磁场区域,磁场方向垂直水平面向上。在导轨的左端连接一个阻值为R的电阻,导轨的左端距离第一个磁场区域L2的位置放有一根质量为m,长为L1,阻值为r的金属棒,导轨电阻及金属棒与导轨间的接触电阻均不计。某时刻起,金属棒在一水平向右的已知恒力F作用下由静止开始向右运动,已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)若金属棒能够匀速通过每个匀强磁场区域,求金属棒离开第2个匀强磁场区域时的速度v2的大小;
(2)在满足第(1)小题条件时,求第n个匀强磁场区域的磁感应强度Bn的大小;
(3)现保持恒力F不变,使每个磁场区域的磁感应强度均相同,发现金属棒通过每个磁场区域时电路中的电流变化规律完全相同,求金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的整个过程中左端电阻R上产生的焦耳热Q。
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如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为r=0.1Ω,质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:
(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能达到的最大速度vm.
(3)若在棒L2达到最大速度vm时撤去外力F,并同时释放棒L1,求棒L2达到稳定时的速度值.
(4)若固定棒L1,当棒L2的速度为v,且离开棒L1距离为S的同时,撤去恒力F,为保持棒L2做匀速运动,可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法,则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间t的关系式)?
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