如图,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为l,电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆,以初速度v0沿轨道滑行,在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中。宏观规律与微观规律有很多相似之处,导体杆速度的减小规律类似于放射性元素的半衰期,理论上它将经过无限长的时间衰减完有限的速度。
(1)求在杆的速度从v0减小到的过程中
a.电阻R上产生的热量
b.通过电阻R的电量
(2)a.证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等
b.若杆的动能减小一半所用时间为t0,则杆的动量减小一半所用时间是多少?
高三物理解答题困难题
如图,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为l,电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆,以初速度v0沿轨道滑行,在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中。宏观规律与微观规律有很多相似之处,导体杆速度的减小规律类似于放射性元素的半衰期,理论上它将经过无限长的时间衰减完有限的速度。
(1)求在杆的速度从v0减小到的过程中
a.电阻R上产生的热量
b.通过电阻R的电量
(2)a.证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等
b.若杆的动能减小一半所用时间为t0,则杆的动量减小一半所用时间是多少?
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计,水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。导体棒的质量分别为ma=m,mb=2m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R。b棒静止放置在水平导轨上足够远处,与导轨接触良好且与导轨垂直;a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放,运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g,则( )
A. a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为
B. a棒刚进入磁场时,b棒受到的安培力大小为
C. a棒和b棒最终稳定时的速度大小为
D. 从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的焦耳热为
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图1所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。
(1)当ab杆刚好具有初速度v0时,求此时ab杆两端的电压U,a、b两端哪端电势高;
(2)请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间变化规律的图象;
(3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图3所示。同样给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况,并推导证明杆稳定后的速度为 。
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图1所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。
(1)当ab杆刚好具有初速度v0时,求此时ab杆两端的电压U,a、b两端哪端电势高;
(2)请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间变化规律的图象;
(3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图3所示。同样给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况,并推导证明杆稳定后的速度为。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L,导轨电阻忽略不计.在M和P之间接有阻值为R的甲与乙两个定值电阻,导体杆ab的质量为m,电阻为r,并与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.现给导体杆ab一初速度v0,使杆向右运动.最后杆停在导轨上。下列说法正确的是
A. ab杆做匀减速直线运动直到静止
B. ab杆速度减为时,ab杆加速度大小为
C. ab杆速度减为时,通过甲电阻的电量
D. ab杆速度减为时,ab杆走过的位移
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如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L,导轨电阻均可忽略不计。在M和P之间接有一阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻也为R,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动,最终ab杆停在导轨上。下列说怯正确的是( )
A. ab杆将做匀减速运动直到静止
B. ab杆速度减为时,ab杆加速度大小
C. ab杆速度减为时,通过电阻的电量
D. ab杆速度减为时,ab杆走过的位移
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L,电阻均可忽略不计。在M和Q之间接有一阻值为R的电阻器,导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab秆一个初速度v0,使杆向右运动,ab杆最后停在导轨上。下列说法正确的是
A. ab杆将做匀减速运动直到静止,整个过程回路产生的热量为
B. ab杆速度减为时,ab杆加速度大小
C. ab杆速度减为时,通过电阻器的电量
D. ab杆速度减为时,ab杆走过的位移
高三物理单选题困难题查看答案及解析
如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l =0.40m,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻,导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求:
(1)通过电阻R的电流I的大小及方向;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热QR。
高三物理简答题中等难度题查看答案及解析
(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,质量为的足够长金属导轨放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为的导体棒放置在导轨上,始终与导轨接触良好,构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨段长为,开始时左侧导轨的总电阻为,右侧导轨单位长度的电阻为。以为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为。在时,一水平向左的拉力垂直作用于导轨的边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为。
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多少时间拉力达到最大值,拉力的最大值为多少?
(3)某一过程中回路产生的焦耳热为,导轨克服摩擦力做功为,求导轨动能的增加量。
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