MN、PQ为相距L=0.2m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2Ω的定值电阻,其余电阻不计.一质量为m=0.2kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4m/s2,经时间t=1s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1J,g取10m/s2.求:
(1)到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.
高二物理解答题困难题
MN、PQ为相距L=0.2m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2Ω的定值电阻,其余电阻不计.一质量为m=0.2kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4m/s2,经时间t=1s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1J,g取10m/s2.求:
(1)到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.
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【加试题】(8分)如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨对导体棒施加一作用力F, 使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1 J。求:
(1)到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功。
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如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨在导体棒的中点对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1 J,g取10 m/s2.求:
1.到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
2.导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.
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如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨在导体棒的中点对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1 J,g取10 m/s2.求:
1.到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
2.导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.
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如图所示,质量M=0.01kg的导体棒ab,垂直放在相距l=0.1m的平行光滑金属导轨上。导轨平面与水平面的夹角=30°,并处于磁感应强度大小B=5T、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。左侧是水平放置的平行金属板,它的极板长s=0.1m,板间距离d=0.01m。定值电阻R=2Ω,Rx为滑动变阻器的阻值,不计其它电阻。
(1)调节Rx=2Ω,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v
(2)改变Rx ,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量m=10-8kg、电量q=10-4C的带正电的粒子从两金属板中央左侧以v0=103 m/s水平射入,(不计粒子的重力),若它恰能从下板右边缘射出,求此时的Rx.
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如图所示,两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定,两导轨间距为L=1m,与水平面间的夹角为θ=30o,导轨下端有垂直于轨道的挡板,上端连接一个阻值R=1Ω的电阻,整个装置处在磁感应强度为B=1T、方向垂直导轨向上的匀强磁场中.两根相同的金属棒ab、cd放在导轨下端,其中棒ab靠在挡板上,棒cd在沿导轨平面向上的拉力作用下,由静止开始沿导轨向上做加速度a=1m/s2的匀加速运动.已知每根金属棒质量为m=1kg、电阻为r=1Ω,导轨电阻不计,棒与导轨始终接触良好(g=10m/s2).求:
(1)经多长时间棒ab对挡板的压力变为零;
(2)棒ab对挡板压力为零时,电阻R的电功率;
(3)棒ab运动前,拉力F随时间t的变化关系式。
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如图所示,倾角=30°、宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.现用一平行导轨的牵引力F,牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1、垂直导轨的金属棒ab,由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦)。问:
(1)若牵引力为恒力,且F=9N,求金属棒达到的稳定速度v1
(2)若牵引力功率恒为72W,求金属棒达到的稳定速度v2
(3)若金属棒受向上拉力在斜面导轨上达到某一速度时,突然撤去力,此后金属棒又前进了0.48m ,从撤力至棒速为0的过程中,金属棒发热1.12J。问撤力时棒速v3多大?
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如图所示,倾角=30°、宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.现用一平行导轨的牵引力F,牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1、垂直导轨的金属棒ab,由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦)。问:
(1)若牵引力为恒力,且F=9N,求金属棒达到的稳定速度v1
(2)若牵引力功率恒为72W,求金属棒达到的稳定速度v2
(3)若金属棒受向上拉力在斜面导轨上达到某一速度时,突然撤去力,此后金属棒又前进了0.48m ,从撤力至棒速为0的过程中,金属棒发热1.12J。问撤力时棒速v3多大?
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如图所示,倾角θ=30°、宽为L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上。现用一平行于导轨的F牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导体棒ab由静止开始沿导轨向上滑动;牵引力的功率恒定为P=90W,经过t=2s导体棒刚达到稳定速度v时棒上滑的距离s=11.9m。导体棒ab始终垂直导轨且与导轨接触良好,不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2。求:
(1)从开始运动到达到稳定速度过程中导体棒产生的焦耳热Q1;
(2)若在导体棒沿导轨上滑达到稳定速度前某时刻撤去牵引力,从撤去牵引力到棒的速度减为零的过程中通过导体棒的电荷量为q=0.48C,导体棒产生的焦耳热为Q2=1.12J,则撤去牵引力时棒的速度v′多大?
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