如图所示,abcd为一矩形金属线框,总质量为m,其中ab=cd=L,ab边的电阻为R,cd边的电阻为,其它部分的电阻不计,整个装置用两根劲度系数均为k的绝缘轻弹簧悬挂起来。下方存在一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。初始时刻,使两弹簧处于自然长度,现给线框一竖直向下的初速度v0,当cd边第一次速度为0时,两根弹簧的弹力均为mg,整个下降过程中cd边始终未离开磁场,ab边未进入磁场。已知重力加速度大小为g,劲度系数为k的弹簧当形变量为x时具有的弹性势能。在整个下降过程中,求:
(1)通过ab边的电荷量;
(2)ab边上产生的热量.
高二物理解答题困难题
如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为m,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。PQ左侧匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。
(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F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某一过程中力F做的功为W1,导轨克服摩擦力做功为W2,求回路产生的焦耳热Q。
高二物理计算题困难题查看答案及解析
如图15,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为m,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。PQ左侧匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。
(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F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某一过程中力F做的功为W1 ,导轨克服摩擦力做功为W2,求回路产生的焦耳热Q。
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,处在方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场中,AB间距为L,左右两端均接有阻值为R的电阻,质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上,与导轨接触良好,并与轻质弹簧组成弹簧振动系统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒MN具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,导体棒MN第一次运动到最右端,这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q,则
A.初始时刻棒所受的安培力大小为
B.当棒再一次回到初始位置时,AB间电阻的热功率为
C.当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为mv02-2Q
D.当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为mv02-6Q
高二物理选择题困难题查看答案及解析
如图所示,有一宽L=0.4m的矩形金属框架水平放置,右端接一个阻值R=2Ω的电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。金属杆ab质量m=0.1kg,电阻r=1Ω,杆与框架接触良好,且与框架间的摩擦力不计。当杆受一水平恒定拉力F作用时刚好可以在框架上做匀速运动,速度大小为v=3m/s。求:
(1)金属杆上的感应电动势的大小;
(2)金属杆两端的电势差;
(3)水平恒定拉力F的大小。
高二物理计算题极难题查看答案及解析
如图所示,有一宽L=0.4m的矩形金属框架水平放置,右端接一个阻值R=2Ω的电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。金属杆ab质量m=0.1kg,电阻r=1Ω,杆与框架接触良好,且与框架间的摩擦力不计。当杆受一水平恒定拉力F作用时刚好可以在框架上做匀速运动,速度大小为v=3m/s。求:
(1) 金属杆上的感应电动势的大小;(2)金属杆两端的电势差;(3) 水平恒定拉力F的大小。
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如图所示,abcd为静止于水平面上宽度为L、长度很长的U形金属滑轨,bc边接有电阻R,其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀金属棒.现金属棒通过一水平细绳跨过定滑轮,连接一质量为M的重物,一匀强磁场B垂直滑轨平面.重物从静止开始下落,不考虑滑轮的质量,且金属棒在运动过程中均保持与bc边平行.忽略所有摩擦力.则:
(1)当金属棒做匀速运动时,其速率是多少?(忽略bc边对金属棒的作用力)
(2)若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为h,求这一过程中电阻R上产生的热量.
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如图所示,abcd为静止于水平面上宽度为L、长度很长的U形金属滑轨,bc边接有电阻R,其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀金属棒.现金属棒通过一水平细绳跨过定滑轮,连接一质量为M的重物,一匀强磁场B垂直滑轨平面.重物从静止开始下落,不考虑滑轮的质量,且金属棒在运动过程中均保持与bc边平行.忽略所有摩擦力.则:
(1)当金属棒做匀速运动时,其速率是多少?(忽略bc边对金属棒的作用力)
(2)若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为h,求这一过程中电阻R上产生的热量.
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如图所示,两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路.两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻不计.在整个空间内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,两导体棒在运动中始终不接触.求:
(1)运动中两棒产生的总焦耳热以及当ab棒的速度为时,cd棒的加速度.
(2)运动中,流过导体棒ab的总电量以及两棒的最大相对位移.
高二物理解答题简单题查看答案及解析
如图所示,abcd为静止于水平面上宽度为L而长度足够长的U型金属滑轨,ac边接有电阻R,其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀导体棒.整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.忽略所有摩擦.若用恒力F沿水平方向向右拉棒,使其平动,求导体棒的最大速度.
高二物理简答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,abcd是金属矩形框,OO′是金属导体,可沿框无摩擦地滑动,整个框放在与框平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,OO′长为L,电阻为R,ab、cd电阻均为2R,ad、bc的电阻忽略不计,当OO′向右以速度v匀速滑动时,作用在OO′上的外力大小为________,滑动过程中,金属导体OO′两端的电压大小是________。
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