两根距离为L=2m的光滑金属导轨如图示放置,P1P2,M1M2两段水平并且足够长,P2P3,M2M3段导轨与水平面夹角为θ=37°。P1P2,M1M2与P2P3,M2M3段导轨分别处在磁感应强度大小为B1和B2的磁场中,两磁场方向均竖直向上,B1=0.5T且满足B1=B2cosθ。金属棒a,b与金属导轨垂直接触,质量分别为kg和0.1kg,电阻均为1Ω,b棒中间系有一轻质绳,绳通过光滑滑轮与质量为0.2kg的重物连接,重物距离地面的高度为10m。开始时,a棒被装置锁定,现静止释放重物,已知重物落地前已匀速运动。当重物落地时,立即解除b棒上的轻绳,b棒随即与放置在P2M2处的绝缘棒c发生碰撞并粘连在一起,随后bc合棒立即通过圆弧装置运动到倾斜导轨上,同时解除a棒的锁定。已知c棒的质量为0.3kg,假设bc棒通过圆弧装置无能量损失,金属导轨电阻忽略不计,空气阻力不计,sin37ο=0.6,cos37ο=0.8,g取10m/s2,求:
(1)b棒与c棒碰撞前的速度;
(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前,a棒上产生的焦耳热;
(3)a棒解除锁定后0.5s,bc合棒的速度大小为多少。
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两根距离为L=2m的光滑金属导轨如图示放置,P1P2,M1M2两段水平并且足够长,P2P3,M2M3段导轨与水平面夹角为θ=37°。P1P2,M1M2与P2P3,M2M3段导轨分别处在磁感应强度大小为B1和B2的磁场中,两磁场方向均竖直向上,B1=0.5T且满足B1=B2cosθ。金属棒a,b与金属导轨垂直接触,质量分别为kg和0.1kg,电阻均为1Ω,b棒中间系有一轻质绳,绳通过光滑滑轮与质量为0.2kg的重物连接,重物距离地面的高度为10m。开始时,a棒被装置锁定,现静止释放重物,已知重物落地前已匀速运动。当重物落地时,立即解除b棒上的轻绳,b棒随即与放置在P2M2处的绝缘棒c发生碰撞并粘连在一起,随后bc合棒立即通过圆弧装置运动到倾斜导轨上,同时解除a棒的锁定。已知c棒的质量为0.3kg,假设bc棒通过圆弧装置无能量损失,金属导轨电阻忽略不计,空气阻力不计,sin37ο=0.6,cos37ο=0.8,g取10m/s2,求:
(1)b棒与c棒碰撞前的速度;
(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前,a棒上产生的焦耳热;
(3)a棒解除锁定后0.5s,bc合棒的速度大小为多少。
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(14分)如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为=37°,两导轨之间距离为L=0.2m,导轨上端m、n之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场边界,磁感应强度为B=2.0T。一质量为m=0.05kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75m处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻r=0.4其余部分的电阻忽略不计,ab、ef均垂直导轨。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度;
(2)ab棒运动过程中的最大加速度。
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如图,水平桌面上固定有光滑金属导轨MN、PQ,它们的夹角为45°,导轨的右端点N、Q通过细导线与导体棒cd连接,在水平导轨MN、PQ上有一根质量M=0.8kg的足够长的金属棒ab垂直于导轨PQ,初始位置与两根导轨的交点为E、F,且E、F之间的距离为L1=4m,水平导轨之间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5T,导体棒cd水平放置,处于匀强磁场B2中,匀强磁场B2水平且垂直导体棒cd向内,B2=0.3T,导体棒cd的质量m=0.1kg,长L0=0.5m,电阻R=1.5Ω,其他电阻均不计,不计细导线对c、d点的作用力,金属棒ab在外力的作用下从EF处以一定的初速度向右做直线运动,运动过程中ab始终垂直于导轨PQ,导体棒cd始终保持静止,取g=10m/s2,求:
(1)金属棒ab运动的速度v与运动位移X的关系;
(2)金属棒ab从EF处向右运动距离d=2m的过程中合外力对导体棒ab的冲量
(3)金属棒ab从EF处向右运动距离d=2m的过程中通过ab电荷量.
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(12分) 如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L,导轨平面与水平面间的夹角θ,所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨和金属棒接触良好,不计导轨和金属棒ab的电阻,重力加速度为g。若在导轨的M、P两端连接阻值R的电阻,将金属棒ab由静止释放,则在下滑的过程中,金属棒ab沿导轨下滑的稳定速度为v,若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器,仍将金属棒ab由静止释放,金属棒ab下滑时间t,此过程中电容器没有被击穿,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小为多少?
(2)金属棒ab下滑ts末的速度?
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如图,两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l,导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接,并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板,板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为
B1的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨,且始终与导轨接触良好。当金属棒固定
不动时,质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内,恰好在金属板的左下边沿穿
出。粒子重力不计,重力加速度为g,导轨和金属棒的电阻不计。
(1) 粒子流带何种电荷,速度多大?
(2) 现将金属棒由静止释放,待棒沿导轨匀速下滑后,粒子流水平通过,求金属棒质量M。
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两根相距为 L 的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面 内,另一边与水平面的夹角为 37°,质量均为 m 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为 2R,整个装置处于磁感应强度大小为 B,方向竖 直向上的匀强磁场中,当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下以速度 v 沿导轨匀速运动 时,cd 杆恰好处于静止状态,重力加速度为 g,以下说法正确的是( )
A. ab 杆所受拉力 F 的大小为 mg tan37°
B. 回路中电流为
C. 回路中电流的总功率为 mgv tan37°
D. m 与 v 大小的关系为
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(18分)如图,两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l,导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接,并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板,板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨,且始终与导轨接触良好。当金属棒固定不动时,质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内,恰好在金属板的左下边沿穿出。粒子重力不计,重力加速度为g,导轨和金属棒的电阻不计。
(1) 粒子流带何种电荷,速度多大?
(2) 现将金属棒由静止释放,待棒沿导轨匀速下滑后,粒子流水平通过,求金属棒质量M。
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如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨、相距为m,导轨平面与水平面夹角,导轨电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为m的金属棒垂直于、放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为kg、电阻为Ω,两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为m,定值电阻为Ω,现闭合开关并将金属棒由静止释放,取m/s2,求:
(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率为多少?
(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场,在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为kg、所带电荷量为C的液滴以初速度水平向左射入两板间,该液滴可视为质点,要使带电粒子能从金属板间射出,初速度应满足什么条件?
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【2012•重庆摸底】两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面的夹角为37°,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.ab杆所受拉力F的大小为mg tan37°
B.回路中电流为
C.回路中电流的总功率为mgv sin37°
D.m与v大小的关系为m=
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