如图所示,在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根间距为L竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,质量为m的金属棒MN与导轨始终垂直且接触良好,它们之间的动摩擦因数为μ。从t=0时刻起,给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,(k为常量),则金属棒由静止下滑过程中加速度和速度的变化情况是 ____________金属棒下落过程中动能最大的时刻t=_____ 。
高三物理填空题中等难度题
如图甲所示,M、N为水平面内平行放置的粗糙金属长直导轨,间距为L=0.5 m,导轨间接有阻值为R=2.0 Ω的定值电阻,导轨平面处在竖直向下、磁感应强度大小为B=4.0 T的匀强磁场中.一导体杆ab垂直M、N置于导轨上,其质量为m=1.0 kg,长度也为L,电阻为r=1.0 Ω,与导轨的动摩擦因数为μ=0.2,且跟导轨接触良好.不计导轨电阻,重力加速度g取10 m/s2.
(1)若在ab杆上作用一个平行导轨方向的恒力F使其向右运动,恒力大小为F=10 N,求ab杆可以达到的速度最大值vm;
(2)若用图乙所示的电动机通过轨绳来水平向右牵引ab杆,也可使ab杆达到(1)中的速度最大值vm,求电压表的示数U(已知电动机内阻r1=5.0 Ω,电压表和电流表示数恒定,且电流表示数为I=2.0 A,不计电动机的摩擦损耗);
(3)在(2)中的条件下,可认为ab杆从静止开始经时间t=1.5 s、位移s=7.5 m后刚好达到最大速度vm,求此过程中ab杆上产生的电热.
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距为。垂直于导轨放置、两个金属棒,它们的质量均为,棒电阻为,棒电阻为,整个装置置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为。开始时,被锁定在导轨上,在大小为、水平向右的恒力作用下,由静止向右运动,当位移为时,恰好达到最大速度,此时立刻撤去外力,同时释放棒。导轨足够长且电阻不计,两棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求:
(1)撤去外力之前,通过电阻的电荷量;
(2)撤去外力之前,系统的发热量;
(3)撤去外力之后,系统的发热量。
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为L,左侧接一阻值为R的电阻。矩形匀强磁场I、Ⅱ的宽为d,两磁场的间距也为d,磁感应强度大小均为B、方向均竖直向下。一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。给金属棒施加水平向右的恒力F0,使金属棒由静止开始运动,运动距离为s时恰好进入匀强磁场I,已知金属棒进入磁场I和Ⅱ时的速度相等。求:
(1)金属棒刚进入磁场I时M、N两端的电压,并判断哪点电势高;
(2)金属棒离开磁场I时的速度大小;
(3)金属棒穿过两个磁场的过程中,电阻R上产生的热量。
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如图所示,电阻不计间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置,导轨左端接有阻值为R的电阻连接,以导轨的左端为原点,沿导轨方向建立x轴,导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一根电阻也为R,质量为m的金属杆垂直于导轨放置于处,不计金属杆与轨道间的接触电阻,现给金属杆沿x轴正方向的初速度,金属杆刚好能运动到2处,在金属杆运动过程中
A. 通过电阻R的电荷量
B. 金属杆克服安培力所做的功为
C. 金属杆上产生的焦耳热为
D. 金属杆运动到1.5处的速度大小为
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如图所示,PQ为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为=0.5m,处在磁感应强度大小为=0.7T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为M=0.3kg、电阻为r=1Ω的导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,导体杆ef与P、Q导轨间的动摩擦因数为μ=0.1.在外力作用下导体杆ef向左做匀速直线运动。质量为m=0.2kg,每边电阻均为r=1Ω,边长为=0.2m的正方形金属框abcd置于竖直平面内,两顶点A.b通过细导线与导轨相连,金属框处在磁感应强度大小为=1T、方向垂直框面向里的匀强磁场中,金属框恰好处于静止状态,重力加速度,不计其余电阻和细导线对A.b点的作用力,求:
(1)通过ab边的电流;
(2)导体杆ef做匀速直线运动的速度v;
(3)t=1s时间内,导体杆ef向左移动时克服摩擦力所做的功;
(4)外力做功的功率
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如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于P、Q 放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为 m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框 abcd 置于竖直平面内,两顶点 a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为 B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对 a、b 点的作用力。则
⑴ 判断流过dc边电流的方向;
⑵ 通过 ab 边的电流Iab是多大?
⑶ 导体杆 ef 的运动速度v是多大?
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如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于P、Q 放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为 m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框 abcd 置于竖直平面内,两顶点 a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为 B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对 a、b 点的作用力。则
⑴ 判断流过dc边电流的方向;
⑵ 通过 ab 边的电流Iab是多大?
⑶ 导体杆 ef 的运动速度v是多大?
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(18分)如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直放在P、Q导轨上,导体棒ef与P、Q导轨间的动摩擦因数为μ。质量为M的正方形金属框abcd的边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,金属框a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框的上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动时计时,悬挂金属框的细线的拉力T随时间t的变化如图乙所示,求:
(1)t0时刻以后通过ab边的电流;
(2)t0时刻以后导体棒ef运动的速度;
(3)电动机牵引力的功率P。
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