如图甲所示,足够长的柔软导线跨过滑轮悬挂两条水平金属棒MN、PQ ,棒长均为l=0.50m,电阻值均为R =1.0Ω的电阻。MN质量m1=0.10kg, PQ质量m2=0.20kg,整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向水平且垂直于MN和PQ。t=0时刻,对金属棒MN施加一个竖直向下的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流I随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计, g取10m/s2:
(1)求2.0s末金属棒MN瞬时速度的大小;
(2)求4.0s末力F的瞬时功率;
(3)已知0~3.0s时间内MN上产生的热量为0.36J,试计算F对金属棒MN所做的功。
高三物理解答题困难题
如图甲所示,足够长的柔软导线跨过滑轮悬挂两条水平金属棒MN、PQ ,棒长均为l=0.50m,电阻值均为R =1.0Ω的电阻。MN质量m1=0.10kg, PQ质量m2=0.20kg,整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向水平且垂直于MN和PQ。t=0时刻,对金属棒MN施加一个竖直向下的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流I随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计, g取10m/s2:
(1)求2.0s末金属棒MN瞬时速度的大小;
(2)求4.0s末力F的瞬时功率;
(3)已知0~3.0s时间内MN上产生的热量为0.36J,试计算F对金属棒MN所做的功。
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如图所示,长度均为l、电阻均为R的两导体杆ab、cd,通过两条足够长的不可伸缩的轻质柔软导线连接起来(导线电阻不计),形成闭合回路,并分别跨过两个间距为l的定滑轮,使ab水平置于倾角为θ的足够长绝缘斜面上,cd水平悬挂于竖直平面内。斜面上的空间内存在垂直斜面向上的磁感应强度为B的匀强磁场,cd杆初始位置以下的空间存在水平向左的磁感应强度也为B的匀强磁场。ab、cd杆质量均为m,ab杆与斜面间的动摩擦因数为μ,不计滑轮的一切阻力。
(1)若由静止释放,cd将向下运动,并带动ab沿斜面向上运动,当它们速率为v时,回路中的电流大小是多少?
(2)若由静止释放,当cd下落h高度时,恰好达到最大速度vm,这一过程回路电流产生的电热为多少?
(3)t0=0时刻开始计时,若要cd带动ab从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动,加速度为a(a<g),则在ab杆上需要施加的平行斜面的外力F与作用时间t应满足什么条件?
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如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的电阻.质量m=0.10 kg的金属棒ab置于导轨上,与导轨垂直,电阻r=0.25 Ω.整个装置处于磁感应强度B=1. 0 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示.电路中其他部分电阻忽略不计,g取10 m/s2.求:
(1)4.0 s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)3.0 s末力F的瞬时功率;
(3)已知0~4.0 s时间内电阻R上产生的热量为0.64 J,试计算F对金属棒所做的功.
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(10分)如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始沿斜面向上运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)4.0s末力F的瞬时功率。
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如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量。
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如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)判定导体棒M、N两端的电势的高低;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求整个过程直到MN静止时电阻R上产生的热量。
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