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试题详情

如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0. 1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：

（1）金属杆的最大速度

（2）达到最大速度后，某时刻若金属杆ab到导轨顶端　　 MP的距离为h，为使ab棒中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？推导这种情况下B与t的关系式。

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少年，再来一题如何？

试题答案

试题解析

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如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L，导轨间连接一个定值电阻，阻值为R，导轨上放一质量为m，电阻为的金属杆ab，金属杆始终与导轨连接良好，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。重力加速度为g，现让金属杆从虚线水平位置处由静止释放。
（1）求金属杆的最大速度vm；
（2）若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，金属杆下落的位移为x，经历的时间为t，为了求出电阻R上产生的焦耳热Q，某同学做了如下解答：
　 ①
　 ②
　 ③
联立①②③式求解出Q。
请判断该同学的做法是否正确；若正确请说明理由，若不正确请写出正确解答。
（3）在金属杆达最大速度后继续下落的过程中，通过公式推导验证：在Δt时间内，重力对金属杆所做的功WG等于电路获得的电能W电，也等于整个电路中产生的焦耳热Q。

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如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L，一端连接阻值为R的电阻．一金属棒垂直导轨放置，质量为m，接入电路的电阻为r．在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g．
（1）若金属棒以速度v0做匀速运动，求棒受到的拉力大小F1；
（2）若金属棒在水平拉力F2作用下，棒运动的速度v随时间t按余弦规律变化，如图乙所示，取水平向右为正方向，从t=0时刻开始到第一次运动到最右端时的距离为x．求此过程中通过电阻R的电荷量q；
（3）在（2）的情况下，求t=0到tT的过程中，整个回路产生的热量Q以及拉力F2做的功W．

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如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0.1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨连接良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。重力加速度，现让金属杆从AB水平位置由静止释放，求：
（1）金属杆的最大速度；
（2）当金属杆的加速度是，安培力的功率是多大？
（3）若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q=0.6J，则通过电阻R的电量是多少？

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如图所示，在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨（电阻不计），导轨间距为L，导轨左端连接一个阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的金属棒放在导轨上，金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好．整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现用水平恒力F把金属棒从静止开始向右拉动，在拉动的过程中，下列说法正确的是（）

A．金属棒最终的速度的大小
B．恒力F做的功等于安培力做的功与金属棒获得的动能之和
C．恒力F做的功等于电路中产生的热能与金属棒获得的动能之和
D．恒力F与安培力做的功之和等于电路中产生的热能与金属棒获得的动能之和
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示，两足够长且间距L=1m的光滑平行导轨固定于竖直平面内，导轨的下端连接着一个阻值R=1Ω的电阻．质量为m=0.6Kg的光滑金属棒MN靠在导轨上，可沿导轨滑动且与导轨接触良好，整个导轨处在空间足够大的垂直平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T．现用内阻r=1Ω的电动机牵引金属棒MN，使其从静止开始运动直到获得稳定速度．若上述过程中电流表和电压表的示数始终保持1A和8V不变（金属棒和导轨的电阻不计，重力加速度g取10m/s²），求：
（1）电动机的输出功率；
（2）金属棒获得的稳定速度的大小；
（3）若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中，棒上升的高度为1m，该过程中电阻R上产生的电热为0.7J，求此过程中经历的时间．

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如图所示，固定在水平桌面上平行光滑金属导轨cd、eg之间的距离为L，d、e两点接一个阻值为R的定值电阻，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中（磁场范围足够大）．有一垂直放在导轨上的金属杆ab，其质量为m、电阻值为r在平行导轨的水平拉力F的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，F随时间t变化规律为F=F+kt，其中F和k为已知的常量，经过t时间撤去拉力F．轨道的电阻不计．求
（1）t0时金属杆速度的大小v；
（2）磁感应强度的大小B；
（3）t之后金属杆ab运动速度大小v随位移大小x变化满足：v=v-去拉力F到金属杆静止时通过电阻R的电荷量q．

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如图所示，固定在水平桌面上平行光滑金属导轨cd、eg之间的距离为L，d、e两点接一个阻值为R的定值电阻，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中(磁场范围足够大)。有一垂直放在导轨上的金属杆ab，其质量为m、电阻值为r₀在平行导轨的水平拉力F的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，F随时间t变化规律为F=F₀+kt，其中F₀和k为已知的常量，经过t₀时间撤去拉力F.轨道的电阻不计。求
(1)t0时金属杆速度的大小v₀；
(2)磁感应强度的大小B；
(3)t₀之后金属杆ab运动速度大小v随位移大小x变化满足：，试求撤去拉力F到金属杆静止时通过电阻R的电荷量q。

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如图所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L，上方连接一个阻值为R的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场。两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上，金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好、电阻均为r、质量均为m；将金属杆l固定在磁场的上边缘，且仍在磁场内，金属杆2从磁场边界上方处由静止释放，进入磁场后恰好做匀速运动。现将金属杆2从离开磁场边界处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时，由静止释放金属杆1，下列说法正确的是
A. 两金属杆向下运动时，流过电阻R的电流方向为
B. 回路中感应电动势的最大值为
C. 磁场中金属杆l与金属杆2所受的安培力大小、方向均相同
D. 金属杆l与2的速度之差为

高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，导轨间距0.40m．一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻；长L=0.40m、电阻r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒ab相对于出发点下滑的距离s，s与下滑时间，的关系如下表所示，导轨电阻不计，g=l0m/s²．求：

时间t（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70

下滑距离s （m） 0.04 0.14 0.35 0.60 0.85 1.10 1.35

（1）在前0.4s的时间内，金属棒ab电动势的平均值：
（2）金属棒的质量；
（3）在前0.7s的时间内，电阻R上产生的热量．

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如图所示，光滑平行足够长的金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨范围内存在磁场，其磁感应强度大小为B方向竖直向下，导轨一端连接阻值为R的电阻。在导轨上垂直导轨放一长度等于导轨间距L、质量为m的金属棒，其电阻为r，金属棒与金属导轨接触良好。导体棒水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，经过时间t后开始匀速运动，金属导轨的电阻不计。求：
（1）导体棒匀速运动时回路中电流大小。
（2）导体棒匀速运动的速度大小以及在时间t内通过回路的电量。

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