如图所示,半径为l的金属圆环水平固定,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,金属棒OA可绕圆心O在圆环上转动。金属棒CD放在宽度也为l的足够长光滑平行金属导轨上,导轨倾角为θ,处于垂直导轨平面向下磁感应强度大小为B的匀强磁场中。用导线分别将金属圆环、金属棒OA的O端分别与两导轨连接,已知金属棒OA和CD的长度均为l、质量均为m、电阻均为r,其他电阻不计。重力加速度大小为g。
(1)将金属棒OA固定,使金属棒CD从静止开始下滑,求金属棒CD的最大速度;
(2)让金属棒OA匀速转动,使金属棒CD保持静止,求金属棒OA的转动方向及角速度。
高二物理解答题困难题
如图所示,半径为l的金属圆环水平固定,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,金属棒OA可绕圆心O在圆环上转动。金属棒CD放在宽度也为l的足够长光滑平行金属导轨上,导轨倾角为θ,处于垂直导轨平面向下磁感应强度大小为B的匀强磁场中。用导线分别将金属圆环、金属棒OA的O端分别与两导轨连接,已知金属棒OA和CD的长度均为l、质量均为m、电阻均为r,其他电阻不计。重力加速度大小为g。
(1)将金属棒OA固定,使金属棒CD从静止开始下滑,求金属棒CD的最大速度;
(2)让金属棒OA匀速转动,使金属棒CD保持静止,求金属棒OA的转动方向及角速度。
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如图所示,长为3a、阻值为3R/2的金属杆可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动,在O点正下方固定一半径为a、总电阻为R的金属圆环,圆环内有方向垂直于环面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。当金属杆由水平位置转到竖直位置时,其角速度为ω,且金属杆与金属环接触良好,则此时金属杆与圆环的接触点M、N之间的电压为
A.4Bωa2 B.4Bωa2/5
C.16Bωa2/5 D.2Bωa2
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如图所示,一个由同种粗细均匀的金属丝制成的半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环放在光滑的水平地面上,有一个磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场,其边界为PQ.现圆环以速度v从如图位置朝磁场边界PQ运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为,求:
(1)圆环的直径MN与边界线PQ重合时MN两点间的电压及圆环中感应电流方向;
(2)此过程中圆环产生的热量
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、(8分)一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图甲所示。乙为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上,若A、B间的光路被遮断,显示器C上可显示出光线被遮断的时间。
圆盘直径用20分度的游标卡尺测得,结果如图丙所示(只画了部分图);挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图丁所示(只画了部分图)。由图可知:
(1) 圆盘的直径d为________cm;
(2) 挡光片的宽度l为________mm;
(3) 若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms,则圆盘转动的角速度为________rad/s
(保留3位有效数字)。
(4) 金属圆盘中心O与边缘的电压为________。(用字母B、d、ω表示)
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把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN;
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.
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把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右运动经过环心O时,求:
(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压;
(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率.
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如图所示,把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,一长度为,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持度良好的接触。当金属棒以恒定速度向右移动经过环心O时,求:
(1)棒上的电流的大小和方向及棒两端的电压UMN;
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率。
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把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的电接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
(1)棒上电流的大小及棒两端的电压UMN
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率
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如图,顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离l=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下,从MN处以速度v=2m/s沿导轨向右匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,求:
⑴导体棒刚开始运动时的电流;
⑵导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小;
⑶开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q。
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如图所示,abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨,导轨间距为L,左右两端接有定值电阻和,,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中质量为m的导体棒MN放在导轨上,棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨与棒的电阻两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定,另一端同时与棒的中点连接初始时刻,两根弹簧恰好处于原长状态,棒获得水平向左的初速度,第一次运动至最右端的过程中产生的电热为Q,下列说法中正确的是
A. 初始时刻棒所受安培力的大小为
B. 棒第一次回到初始位置的时刻,的电功率为
C. 棒第一次到达最右端的时刻,两根弹簧具有弹性势能的总量为
D. 从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生的电热大于
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