(12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求
(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。
高二物理计算题困难题
(12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求
(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。
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如图甲所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,导轨左端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示,在t=0时,一阻值为2Ω的金属棒在水平恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动,在金属棒从AB位置运动到EF位置的过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流大小
(2)恒力F的大小
(3)4s末金属棒的速度大小
(4)金属棒的质量
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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L=0.5m,左端接有阻值 R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T。棒在水平向左的外力作用下,由静止开始a=2m/s2 的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。
求(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功WF。
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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L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功.
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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l=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻.一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.金属棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当金属棒的位移x=9m时撤去外力,金属棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.导轨足够长且电阻不计,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)金属棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功
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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L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功.
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如图所示,左端接有阻值为R的电阻。一质量m,长度L的金属棒MN放置在导轨上,棒的电阻为r,整个装置置于竖直向上的如图所示,一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距为L匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,棒在水平向右的外力作用下,由静止开始做加速运动。若保持外力的功率P不变,经过时间t导体棒最终做匀速运动。求:
(1)导体棒匀速运动时的速度;
(2)t时间内回路中产生的焦耳热。
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如图所示,左端接有阻值为R的电阻。一质量m,长度L的金属棒MN放置在导轨上,棒的电阻为r,整个装置置于竖直向上的如图所示,一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距为L匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,棒在水平向右的外力作用下,由静止开始做加速运动。若保持外力的功率P不变,经过时间t导体棒最终做匀速运动。求:
(1)导体棒匀速运动时的速度;
(2)t时间内回路中产生的焦耳热。
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距为L,左端接有阻值为R的电阻,一质量为m、长度为L的金属棒MN放置在导轨上,金属棒的电阻为r,整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,金属棒在水平向右的外力作用下,由静止开始做加速运动,保持外力的功率为P不变,经过时间t金属棒最终做匀速运动.求:
(1)金属棒匀速运动时的速度是多少?
(2)t时间内回路中产生的焦耳热是多少?
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如图甲所示,光滑的平行金属导轨(足够长)固定在水平面内,导轨间距为l=20cm,左端接有阻值为R=1Ω的电阻,放在轨道上静止的一导体杆MN与两轨道垂直,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B=0.5T.导体杆受到沿轨道方向的拉力F做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示。导体杆及两轨道的电阻均可忽略不计,导体杆在运动过程中始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,则导体杆的加速度大小和质量分别为( )
A. 10 m/s2,0.5 kg
B. 10 m/s2,0.1 kg
C. 20 m/s2,0.5 kg
D. D. 20 m/s2,0.1 kg
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