某电磁轨道炮的简化模型如图所示,两圆柱形固定导轨相互平行,其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ,两导轨长为L,间距为d,一质量为m的金属弹丸置于两导轨间,弹丸直径为d,电阻为R,与导轨接触良好且不计摩擦阻力,导轨下端连接理想恒流电源,电流大小恒为I,弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动,加速度大小为a。下列说法正确的是( )
A.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为maL+mgLsinθ
B.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为I2R
C.将弹丸弹出过程中,安培力的功率先增大后减小
D.将弹丸弹出过程中,安培力的功率不变
高三物理单选题中等难度题
某电磁轨道炮的简化模型如图所示,两圆柱形固定导轨相互平行,其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ,两导轨长为L,间距为d,一质量为m的金属弹丸置于两导轨间,弹丸直径为d,电阻为R,与导轨接触良好且不计摩擦阻力,导轨下端连接理想恒流电源,电流大小恒为I,弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动,加速度大小为a。下列说法正确的是( )
A.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为maL+mgLsinθ
B.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为I2R
C.将弹丸弹出过程中,安培力的功率先增大后减小
D.将弹丸弹出过程中,安培力的功率不变
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某电磁轨道炮的简化模型如图所示,两圆柱形固定导轨相互平行,其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ,两导轨长为L,间距为d,一质量为m的金属弹丸置于两导轨间,弹丸直径为d,电阻为R,与导轨接触良好且不计摩擦阻力,导轨下端连接理想恒流电源,电流大小恒为I,弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动,加速度大小为a。下列说法正确的是( )
A.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为maL+mgLsinθ
B.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为I2R
C.将弹丸弹出过程中,安培力的功率先增大后减小
D.将弹丸弹出过程中,安培力的功率不变
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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E1,电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L,电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电。然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势为E2 时,此时与电容器两极板间的电压相等,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(3)MN离开导轨后的最大速度vm的大小(结论可以保留根号)。
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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电。然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。
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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电。然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。
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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S接1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.
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随着科学技术的发展,磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会,如图13所示为电磁驱动装置的简化示意图,两根平行长直金属导轨倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角为,导轨的间距为L,两导轨上端之间接有阻值为R的电阻。质量为m的导体棒ab垂直跨接在导轨上,接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ=tanθ,导轨和导体棒的电阻均不计,且在导轨平面上的矩形区域(如图中虚线框所示)内存在着匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度的大小为B。(导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内)
(1)若磁场保持静止,导体棒在外力的作用下以速度v0沿导轨匀速向下运动,求通过导体棒ab的电流大小和方向;
(2)当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时,可以使导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动,求磁场运动的速度大小;
(3)为维持导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动,外界必须提供能量,此时系统的效率η为多少。 (效率是指有用功率对驱动功率或总功率的比值)
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磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会。如图所示为电磁驱动装置的简化示意图,间距的两根足够长的平行长直金属导轨倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角,两导轨上端接有的电阻。质量的导体棒垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数,导轨和导体棒的电阻均不计,导轨平面上的矩形区域(如图中虚线框所示)内存在着磁感应强度的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上。()
(1)若磁场保持静止,导体棒从距离磁场区域处由静止下滑,恰好匀速穿过磁场区域,求的大小;
(2)若导体棒处于磁场区域内,当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时,可以使导体棒以的速度沿导轨匀速向上运动,导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内,求磁场运动的速度大小,以及为维持导体棒的运动此时系统提供的功率P。
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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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