如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,电阻忽略不计,导轨间距离为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量均为m的两根金属杆a、b放置在导轨上,a、b接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接,右端固定。开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值vm,此过程中a杆产生的焦耳热为Q,两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好,则b杆达到最大速度时( )
A.b杆中电流的大小为
B.a杆受到的安培力为
C.a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为2Q
D.弹簧具有的弹性势能为
高二物理多选题中等难度题
如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,电阻忽略不计,导轨间距离为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上,a、b接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接,右端固定。开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值vm,此过程中a杆产生的焦耳热为Q,两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好,则b杆达到最大速度时
A.b杆受到弹簧的弹力为
B.a杆受到的安培力为
C.a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为Q
D.弹簧具有的弹性势能为
高二物理选择题极难题查看答案及解析
如图(a)所示,平行金属导轨、光滑且足够长,固定在同一水平面上.两导轨间距,电阻,导轨上停放一质量、电阻不计的金属杆.导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.
(1)分析并证明金属杆做匀加速直线运动.
(2)求金属杆运动的加速度.
(3)求外力F随时间变化的表达式.
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示,在水平面上固定有平行长直金属导轨ab、cd,bd端接有电阻R。导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上,导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场,且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在t=0时刻,导体棒以速度v0从导轨的左端开始向右运动,经过时间2t0开始进入磁场区域,取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向,回路中顺时针方向为电流正方向,则回路中的电流随时间t的变化规律图像可能是( )
A. B.
C. D.
高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示,在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd,bd端接有电阻R。导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上,导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场,且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在时刻,导体棒以速度从导轨的左端向右运动,经过时间开始进入磁场区域,取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向,回路中顺时针方向为电流正方向,则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是( )
A. B.
C. D.
高二物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示,水平面上足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L,导轨电阻忽略不计,其间连接有阻值为R的固定电阻。开始时,导轨上静止着一个电阻为r的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨的外力沿水平方向向右拉金属杆ab,使之由静止开始运动,图中电压采集器可将其两端的电
压即时采集并输人电脑,获得的电压随时间变化的关系图象如图乙所示,图中、为已知量。
(1)写出电压u随时间t变化的关系式,并求出时通过金属杆的感应电流的大小和方向;
(2)分析在时间内金属杆ab的运动情况,并求出此时间内金属杆ab位移的大小。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两根互相平行的光滑金属导轨倾斜放置,导轨平面与水平面夹角为30°,导轨间距L=1 m,电阻忽略不计。垂直导轨的虚线间有一匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5 T,方向垂直导轨平面向下,磁场区域的宽度d=0.8 m。导体棒a质量ma= 0.25 kg,电阻Ra=0.5 Ω;导体棒b的质量mb= 0.05 kg,电阻Rb=1.5 Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止释放,b恰好匀速穿过磁场区域,且当b刚穿出磁场时a正好进入磁场,重力加速度g=10 m/s2,不计a、b棒之间的相互作用,导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好,求:
(1)b棒刚进入磁场时的速度大小;
(2)a棒刚进入磁场时两端的电压;
(3)为保持a棒以进入时的加速度做匀加速运动,需对a棒施加平行于导轨向下的外力F作用,求F随时间t的变化关系。
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距L=0.5 m,左端连接R=0.5 Ω的电阻,右端连接电阻不计的金属卡环。导轨间MN右侧存在方向垂直导轨平面向下的磁场.磁感应强度的B-t图象如图乙所示。电阻不计质量为m=1 kg的金属棒与质量也为m的物块通过光滑滑轮由绳相连,绳始终处于绷紧状态。PQ、MN到右端卡环距离分别为17.5 m和15 m。t=0时刻由PQ位置静止释放金属棒,金属棒与导轨始终接触良好,滑至导轨右端被卡环卡住不动。(g取10 m/s2)求:
(1)金属棒进入磁场时受到的安培力
(2)在0~6 s时间内电路中产生的焦耳热
高二物理计算题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑的水平平行金属导轨间距为 L,导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导 轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,轻质导体棒 ab 垂直导轨放置,导体棒 ab 的电阻为 r,与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻,其阻值为 R,轻质导体棒中间系一轻细线,细 线通过定滑轮悬挂质量为 m 的物体,现从静止释放该物体,当物体速度达到最大时,下落的高度为 h, 在本问题情景中,物体下落过程中不着地,导轨足够长,忽略空气阻力和一切摩擦阻力,重力加速度 为 g。求:
(1)物体下落过程的最大速度 vm;
(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中,电阻 R 上产生的电热 Q;
(3)物体从静止开始下落至速度达到最大时,所需的时间 t。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑的水平平行金属导轨间距为 L,导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导 轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,轻质导体棒 ab 垂直导轨放置,导体棒 ab 的电阻为 r,与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻,其阻值为 R,轻质导体棒中间系一轻细线,细 线通过定滑轮悬挂质量为 m 的物体,现从静止释放该物体,当物体速度达到最大时,下落的高度为 h, 在本问题情景中,物体下落过程中不着地,导轨足够长,忽略空气阻力和一切摩擦阻力,重力加速度 为 g。求:
(1)物体下落过程的最大速度 vm;
(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中,电阻 R 上产生的电热 Q;
(3)物体从静止开始下落至速度达到最大时,所需的时间 t。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根平行足够长的光滑金属导轨与水平面成θ=30°角,两导轨间距为L,导轨上端接一电阻R,导轨电阻忽略不计。有垂直导轨平面向下的有界磁场,磁感应强度为B,该磁场区域宽为d2,在距磁场上边界距离d1处有一质量为m、电阻不计的导体棒,垂直导轨放置。现将该导体棒由静止释放,在运动过程中导体棒始终与导轨接触良好,导体棒加速离开磁场下边界时的加速度为,( g为重力加速度),求:
(1)导体棒穿过磁场过程中电路通过的电量q
(2)导体棒穿过磁场过程中电阻R产生的电热Q
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