如图所示,PQ、MN两轨道间距L=1 m,其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df段水平,而eQ、fN段为水平粗糙轨道,同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=1 T的匀强磁场,定值电阻R1=2 Ω。现有质量m=1 kg、电阻R2=2 Ω的两根相同导体棒ab和cd,导体棒cd静止在水平轨道上,导体棒ab在距cd高H=0.45 m处由静止释放,ab棒在光滑轨道上下滑至cd 棒处与其发生弹性碰撞,两者速度交换后导体棒cd进入匀强磁场区域,在磁场中运动距离x=1.5m后恰好停在磁场右边界gh处,其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1,g取10 m/s2,不计轨道电阻。求:
(1)导体棒cd刚进入磁场时,通过导体棒cd的电流大小I
(2)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,定值电阻R1产生的热量Q1
(3)导体棒cd进入磁场区域到停止的运动时间t
高二物理解答题中等难度题
如图所示,两平行导轨间距L=1.0 m,倾斜轨道光滑且足够长,与水平面的夹角θ=30°,水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接。倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度B=2.5 T,水平轨道处没有磁场。金属棒ab质量m=0.5 kg,电阻r=2.0 Ω,运动中与导轨有良好接触,并且垂直于导轨。电阻R=8.0 Ω,其余电阻不计。当金属棒从斜面上离地高度h=3.0 m处由静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离x =1.25 m,而且发现金属棒从更高处静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离不变。取g=10 m/s2。求:
(1)从高度h=3.0 m处由静止释放后,金属棒滑到斜面底端时的速度大小;
(2)水平轨道的动摩擦因数μ;
(3)从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q = 2.0 C,求该过程中电阻R上产生的热量。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两平行导轨间距L=1.0 m,倾斜轨道光滑且足够长,与水平面的夹角θ=30°,水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接。倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度B=2.5 T,水平轨道处没有磁场。金属棒ab质量m=0.5 kg,电阻r=2.0 Ω,运动中与导轨有良好接触,并且垂直于导轨。电阻R=8.0 Ω,其余电阻不计。当金属棒从斜面上离地高度h=3.0 m处由静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离x =1.25 m,而且发现金属棒从更高处静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离不变。取g=10 m/s2。求:
(1)从高度h=3.0 m处由静止释放后,金属棒滑到斜面底端时的速度大小;
(2)水平轨道的动摩擦因数μ;
(3)从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q = 2.0 C,求该过程中电阻R上产生的热量。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两平行导轨间距L=1.0 m,倾斜轨道光滑且足够长,与水平面的夹角θ=30°,水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接。倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度B=2.5 T,水平轨道处没有磁场。金属棒ab质量m=0.5 kg,电阻r=2.0 Ω,运动中与导轨有良好接触,并且垂直于导轨。电阻R=8.0 Ω,其余电阻不计。当金属棒从斜面上离地高度h=3.0 m处由静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离x =1.25 m,而且发现金属棒从更高处静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离不变。取g=10 m/s2。求:
(1)从高度h=3.0 m处由静止释放后,金属棒滑到斜面底端时的速度大小;
(2)水平轨道的动摩擦因数μ;
(3)从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q = 2.0 C,求该过程中电阻R上产生的热量。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
研究小组同学在学习了电磁感应知识后,进行了如下的实验探究(如图所示):两个足够长的平行导轨(MNPQ与M1P1Q1)间距L=0.2m,光滑倾斜轨道和粗糙水平轨道圆滑连接,水平部分长短可调节,倾斜轨道与水平面的夹角θ=37°.倾斜轨道内存在垂直斜面方向向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,NN1右侧没有磁场;竖直放置的光滑半圆轨道PQ、P1Q1分别与水平轨道相切于P、P1,圆轨道半径r1=0.lm,且在最高点Q、Q1处安装了压力传感器.金属棒ab质量m=0.0lkg,电阻r=0.1Ω,运动中与导轨有良好接触,并且垂直于导轨;定值电阻R=0.4Ω,连接在MM1间,其余电阻不计:金属棒与水平轨道间动摩擦因数μ=0.4.实验中他们惊奇地发现:当把NP间的距离调至某一合适值d,则只要金属棒从倾斜轨道上离地高h=0.95m及以上任何地方由静止释放,金属棒ab总能到达QQ1处,且压力传感器的读数均为零.取g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.则:
(1)金属棒从0.95m高度以上滑下时,试定性描述金属棒在斜面上的运动情况,并求出它在斜面上运动的最大速度;
(2)求从高度h=0.95m处滑下后电阻R上产生的热量;
(3)求合适值d.
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,PQ、MN两轨道间距L=1 m,其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df段水平,而eQ、fN段为水平粗糙轨道,同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=2 T的匀强磁场,定值电阻R1=2 Ω.现有质量m=1 kg、电阻R=2 Ω的两根导体棒ab和cd,导体棒cd静止在水平轨道上,导体棒ab在距cd高H=0.45 m处由静止释放,ab棒在光滑轨道上加速下落至cd 棒处与其发生弹性碰撞,两者速度发生交换后导体棒cd进入匀强磁场区域,在磁场中运动时间t=1 s后恰好停在磁场右边界gh处,其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1,g取10 m/s2,不计轨道电阻与其他阻力.
(1)求导体棒cd刚进入磁场时的速度大小及受到的安培力大小;
(2)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,求通过cd棒的电荷量;
(3)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,求定值电阻R1产生的热量.
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两条平行导轨MN、PQ的间距为L,粗糙的水平轨道的左侧为半径为的光滑圆轨道,其最低点与右侧水平直导轨相切,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻;同时,在水平导轨左边宽度为的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为、接入电路部分的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q。
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,两条平行导轨MN、PQ的间距为L,粗糙的水平轨道的左侧为半径为的光滑圆轨道,其最低点与右侧水平直导轨相切,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻;同时,在水平导轨左边宽度为的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为、接入电路部分的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q。
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上,导轨间距L=0.2m,左端接有阻值R=0.3的电阻,右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0T。一根质量m=0.4kg,电阻r=0.1的金属棒ab垂直放置于导轨上,在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,当金属棒通过位移x=9m时离开磁场,在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F,接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h=0.8m处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.1,导轨电阻不计,棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触,取g =10m/s2。求:
(1)金属棒运动的最大速率v ;
(2)金属棒在磁场中速度为时的加速度大小;
(3)金属棒在磁场区域运动过程中,电阻R上产生的焦耳热。
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上,导轨间距L=0.2m,左端接有阻值R=0.3的电阻,右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0T。一根质量m=0.4kg,电阻r=0.1的金属棒ab垂直放置于导轨上,在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,当金属棒通过位移x=9m时离开磁场,在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F,接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h=0.8m处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.1,导轨电阻不计,棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触,取g =10m/s2。求:
(1)金属棒运动的最大速率v ;
(2)金属棒在磁场中速度为时的加速度大小;
(3)金属棒在磁场区域运动过程中,电阻R上产生的焦耳热。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,水平固定足够长平行直轨道MM′N,PP′Q间距l=2m,M'P'为磁场边界,左侧粗糙无磁场,右侧光滑且有垂直轨道平面向下的匀强磁场B=2T.导体棒ab、cd质量、电阻均相等,分别为m=2kg,R=2Ω.现让cd棒静止在光滑区域某处(距M'P'足够远),ab棒在与磁场边界M'P'左侧相距x=3.6m处获得初速度v0=10m/s。整个过程中导体棒与导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒与粗糙导轨间的动摩擦因数μ=0.5.重力加速度g=10m/s2.求
(1)ab导体棒刚进入磁场瞬间回路的电流;
(2)求ab、cd最终的速度及ab进入磁场后系统产生的焦耳热。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析