如图,水平面内有一“∠”型光滑金属导轨COD,电阻不计,,足够长直导体棒搁在导轨上,单位长度的电阻为r=0.5Ω,导体棒垂直OD。空间存在垂直于导轨平面的磁场,以O点为原点沿OD方向建立坐标轴,导轨间x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,变化率为0.5T/m,O点磁感应强度B0=1T。在外力作用下,棒以一定的初速度向右做直线运动,运动时回路中的电流强度保持不变。已知运动到图中x1=1m位置时,速度大小v1=2m/s,则回路中的电流强度大小为__A,从x1=1m位置再向右运动1m的过程中,通过导体棒的电量为__C。
高三物理填空题中等难度题
如图,水平面内有一“∠”型光滑金属导轨COD,电阻不计,,足够长直导体棒搁在导轨上,单位长度的电阻为r=0.5Ω,导体棒垂直OD。空间存在垂直于导轨平面的磁场,以O点为原点沿OD方向建立坐标轴,导轨间x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,变化率为0.5T/m,O点磁感应强度B0=1T。在外力作用下,棒以一定的初速度向右做直线运动,运动时回路中的电流强度保持不变。已知运动到图中x1=1m位置时,速度大小v1=2m/s,则回路中的电流强度大小为__A,从x1=1m位置再向右运动1m的过程中,通过导体棒的电量为__C。
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如图,水平面内有一光滑金属导轨QPMN,MP边长度为d=3m、阻值为R=1.5Ω,且MP与PQ垂直,与MN的夹角为135°,MN、PQ边的电阻不计.将质量m=2kg、电阻不计的足够长直导体棒放置在导轨上,并与MP平行,棒与MN、PQ交点E、F间的距离L=4m,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.在外力作用下,棒由EF处以初速度v0=3m/s向右做直线运动,运动过程中回路的电流强度始终不变。求
(1)棒在EF处所受的安培力的功率P
(2)棒由EF处向右移动距离2m所需的时间△t;
(3)棒由EF处向右移动2s的过程中,外力做功W。
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如图,水平面内有一光滑金属导轨QPMN,MP边长度为d=3 m、阻值为R=1.5 Ω,且MP与 PQ垂直,与MN的夹角为135°,MN、PQ边的电阻不计。将质量m =2 kg、电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行,棒与MN、PQ交点E、F间的距离L =4 m,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T。在外力作用下,棒由EF处以初速度v0=3 m/s向右做直线运动,运动过程中回路的电流强度始终不变。求:
(1)棒在EF处所受的安培力的功率P;
(2)棒由EF处向右移动距离2 m所需的时间△t;
(3)棒由EF处向右移动2 s的过程中,外力做功W。
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(15分)如图所示,相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成,PG右侧部分单位长度电阻为r0,且PQ=QH=GH=L,PG左侧导轨与导体棒电阻均不计,整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B,质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动,在到达PG之前导体棒AC已经匀速。
⑴求当导体棒匀速运动时回路中的电流;
⑵若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒加速度;
⑶若导体棒初始位置与PG相距为d,运动到QH位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。
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如图所示,相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成。PG右侧部分单位长度电阻为r0,且PQ=QH=GH=L。PG左侧导轨与导体棒电阻均不计。整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动,在到达PG之前导体棒AC已经匀速。
(1)求当导体棒匀速运动时回路中的电流;
(2)若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒加速度;
(3)若导体棒初始位置与PG相距为d,运动到QH位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。
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如图,水平面内有一半径的光滑金属圆形导轨,圆形导轨的右半部分的电阻阻值R=1.5Ω,其余部分电阻不计,圆形导轨的最左边A处有一个断裂口,使圆形导轨不闭合.将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨GH处,并通过圆心O.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做与GH方向垂直的直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等.(取,)
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA.
(2)若初速度v2=m/s,求棒向左移动距离2m所需时间△t.
(3)若在棒由GH处向左移动2m的过程中,外力做功W=5J,求初速度v3.
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(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5Ω,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3。
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如图1所示,相距L=1m的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置,与水平面夹角θ=370,导轨电阻不计,质量m=1kg、电阻为r=0.5欧姆的导体棒ab垂直于导轨放置,导轨的PM两端接在外面路上,电阻R=1.5欧姆,电容器的电容C=0.5F,电容器的耐压值足够大,导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场。在开关s1闭合、s2断开的状态下将导体棒ab由静止释放,导体棒的v-t图象如图2所示,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)磁场的磁感强度B。
(2)在开关s1闭合,s2断开的状态下,当导体棒下滑的距离x=5m时电阻R产生的焦耳热为21J,此时导体棒的速度与加速度分别是多少?
(3)现在开关s1断开、s2闭合,由静止释放导体棒,求经过时间t=2s时导体棒的速度;
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如图甲所示,足够长的两金属导轨MN、PQ水平平行固定,两导轨电阻不计,且处在竖直向上的磁场中,完全相同的导体棒a、b垂直放置在导轨上,并与导轨接触良好,两导体棒的电阻均为R=0.5Ω,且长度刚好等于两导轨间距L,两导体棒的间距也为L,开始时磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化,当t=0.8s时导体棒刚好要滑动。已知L=1m,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求:
(1)每根导体棒与导轨间的滑动摩擦力的大小及0.8s内整个回路中产生的焦耳热;
(2)若保持磁场的磁感应强度B=0.5T不变,用如图丙所示的水平向右的力F拉导体棒b,刚开始一段时间内b做匀加速直线运动,一根导体棒的质量为多少?
(3)在(2)问条件下a导体棒经过多长时问开始滑动?
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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,导轨间距L=0.5m,电阻不计。有界匀强磁场的上下两界面水平,间距H=1.35m,磁场方向垂直于导轨平面。两个完全相同的导体棒①、②水平置于导轨上,离磁场上边界的距离h=0.45m。每根导体棒的质量m=0.08kg、电阻R=0.3Ω。静止释放导体棒①,①进入磁场时恰好开始做匀速运动,此时再由静止释放导体棒②。求:(重力加速度g取10m/s2,导体棒与导轨始终良好接触。)
(1)导体棒①进入磁场时的速度大小v1;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)导体棒①离开磁场时的速度大小v2。
(4)分析并说明从导体棒①开始运动到导体棒②离开磁场的过程中,回路中电流的变化情况。
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