如图所示,固定的直角金属轨道足够长,左侧倾角θ1=37°,右侧倾角θ2=53°,轨道宽均为L=1.0m,整个装置处于B=1.0T匀强磁场中,磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。质量分别为m1=1.0kg、m2=0.4kg的导体棒ab、cd,水平放在左、右两侧轨道上并与轨道垂直。已知ab、cd棒的电阻均为R=1.0Ω,其余电阻不计,两棒与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8。由静止同时释放两棒,在棒下滑过程中
(1)判断cd棒中感应电流的方向;
(2)通过分析说明cd棒下滑过程中的运动情况,并计算ab棒中电功率的最大值;
(3)通过分析、推理和计算,说明ab棒在下滑过程中的运动情况。
高三物理解答题困难题
如图所示足够长固定的平行直角金属轨道左侧倾角的1=37°右侧倾角=53°,轨道宽均为L=0.5m.整个装置位于B=1T匀强磁场中,磁场方向垂直于右侧轨道平面向上,金属棒ab、cd分别放在左右两侧轨道上且始终垂直于导轨,t=0时刻由静止释放两棒,同时在cd棒上施加一平行于右侧轨道的外力F,使cd开始沿右侧轨道向上做加速度a=4m/s2的匀加速运动cd棒始终没有离开右侧轨道且与轨道保持良好接触,已知ab、cd棒的质量m1=0.25kg、m2=0.1kg,两金属棒电阻分别为R1=1.5,R2=0.5Ω其余电阻不计,两棒与轨道间的动摩擦因数均为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小,在ab棒离开左侧轨道前,下列说法中正确的是(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)
A. ab棒先保持静止状态,后沿导轨下滑
B. ab棒始终保持静止状态,且对左侧轨道的压力越来越大
C. t=2s时,ab棒所受的摩擦力大小为0.8N
D. O≤t<4s时间段内,cd棒所受外力F随时间变化的关系为F=2t+1.68(N)
高三物理选择题困难题查看答案及解析
如图所示,固定的直角金属轨道足够长,左侧倾角θ1=37°,右侧倾角θ2=53°,轨道宽均为L=1.0m,整个装置处于B=1.0T匀强磁场中,磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。质量分别为m1=1.0kg、m2=0.4kg的导体棒ab、cd,水平放在左、右两侧轨道上并与轨道垂直。已知ab、cd棒的电阻均为R=1.0Ω,其余电阻不计,两棒与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8。由静止同时释放两棒,在棒下滑过程中
(1)判断cd棒中感应电流的方向;
(2)通过分析说明cd棒下滑过程中的运动情况,并计算ab棒中电功率的最大值;
(3)通过分析、推理和计算,说明ab棒在下滑过程中的运动情况。
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高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=1 m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=1Ω,电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。
(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR;
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J,求流过电阻R的总电荷量q。
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图(甲)所示,倾角α=30°、宽度L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长,在轨道的上端连接阻值R=1.0Ω的定值电阻,金属杆MN的电阻r=0.5Ω,质量m=0.16kg,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放,在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图(乙)所示,已知t=3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值,杆与轨道始终保持垂直,0~3.2s内金属杆下滑的距离s=11m。求:
(1)t=2.0s时电阻R中的功率;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)估算1.0s~2.0s内通过电阻R的电量;
(4)为了求出0~3.2s内回路中产生总的焦耳热,某同学解法如下:
读图得到t=3.2s时电流I=1.6A,此过程的平均电流=I=0.8A,再由2Rt求出电阻R中的电热,进而求出回路产生的焦耳热。
该同学解法是否正确?如正确,请求出最后结果;如不正确,请指出错误之处,并用正确的方法求出结果。
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如图所示,光滑金属球的重力G=40N.它的左侧紧靠与水平方向呈53°的斜坡,右侧置于倾角 θ=37°的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)斜坡对金属球的弹力大小;
(2)斜面体对水平地面的摩擦力的大小和方向.
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示轻弹簧一端固定在水平面上的竖直挡板上,处于原长时另一端位于水平面上B点处,B点左侧光滑,右侧粗糙。水平面的右侧C点处有一足够长的斜面与水平面平滑连接,斜面倾角为37°,斜面上有一半径为R=1m的光滑半圆轨道与斜面切于D点,半圆轨道的最高点为E,G为半圆轨道的另一端点,=2.5m,A、B、C、D、E、G均在同一竖直面内。使质量为m=0.5kg的小物块P挤压弹簧右端至A点,然后由静止释放P,P到达B点时立即受到斜向右上方,与水平方向的夹角为37°,大小为F=5N的恒力,一直保持F对物块P的作用,结果P通过半圆轨道的最高点E时的速度为。已知P与水平面斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取.sin37°=0.6,
(1)P运动到E点时对轨道的压力大小;
(2)弹簧的最大弹性势能;
(3)若其它条件不变,增大B、C间的距离使P过G点后恰好能垂直落在斜面上,求P在斜面上的落点距D点的距离。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
两根足够长的光滑平行金属轨道MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上,相距为L,其电阻不计。长度为L、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。
如图1所示,若在轨道端点M、P之间接有阻值为R的电阻,则导体棒最终以速度v1沿轨道向下匀速运动;如图2所示,若在轨道端点M、P之间接有电动势为E,内阻为R的直流电源,则导体棒ab最终以某一速度沿轨道向上匀速运动。
(1)求图1导体棒ab最终匀速运动时电流的大小和方向以及导体棒ab两端的电势差;
(2)求图2导体棒ab最终沿轨道向上匀速运动的速度v2;
(3)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图1导体棒ab最终匀速运动为例,通过计算分析说明。为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷,如图3所示。
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两根足够长的光滑平行金属轨道MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上,相距为L,其电阻不计。长度为L、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。
如图1所示,若在轨道端点M、P之间接有阻值为R的电阻,则导体棒最终以速度v1沿轨道向下匀速运动;如图2所示,若在轨道端点M、P之间接有电动势为E,内阻为R的直流电源,则导体棒ab最终以某一速度沿轨道向上匀速运动。
(1)求图1导体棒ab最终匀速运动时电流的大小和方向以及导体棒ab两端的电势差;
(2)求图2导体棒ab最终沿轨道向上匀速运动的速度v2;
(3)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图1导体棒ab最终匀速运动为例,通过计算分析说明。为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷,如图3所示。
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