如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2, 两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计.求:
(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2) 金属杆离开磁场时速度的大小;
(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热.
高三物理解答题困难题
如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2, 两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计.求:
(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2) 金属杆离开磁场时速度的大小;
(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热.
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如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2, 两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计.求:
(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2) 金属杆离开磁场时速度的大小;
(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热.
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如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2, 两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计.求:
(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2) 金属杆离开磁场时速度的大小;
(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热.
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止起向右运动,若杆出磁场前已做匀速运动,不计导轨及金属杆的电阻.求:
(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2)金属杆做匀速运动时的速率;
(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热.
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如图所示,绝缘水平面内固定有一间距d=1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC,导轨两端接有阻值分别为R1=3 Ω和R2=6 Ω的定值电阻.矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1 T的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ.一质量m=0.2 kg.电阻r=1 Ω的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处,在方向水平向右、大小F0=2 N的恒力作用下由静止开始运动,刚要到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3 m/s,导体棒ab进入磁场Ⅱ后,导体棒ab中通过的电流始终保持不变.导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好,空气阻力不计.
(1)求导体棒ab刚要到达EF时的加速度大小a1;
(2)求两磁场边界EF和MN之间的距离L;
(3)若在导体棒ab刚要到达MN时将恒力F0撤去,
求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离s的过程中整个回路产生的焦耳热Q.
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如图所示,绝缘水平面内固定有一间距d=1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC,导轨两端接有阻值分别为R1=3 Ω和R2=6 Ω的定值电阻.矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1 T的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ.一质量m=0.2 kg.电阻r=1 Ω的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处,在方向水平向右、大小F0=2 N的恒力作用下由静止开始运动,刚要到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3 m/s,导体棒ab进入磁场Ⅱ后,导体棒ab中通过的电流始终保持不变.导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好,空气阻力不计.
(1)求导体棒ab刚要到达EF时的加速度大小a1;
(2)求两磁场边界EF和MN之间的距离L;
(3)若在导体棒ab刚要到达MN时将恒力F0撤去,
求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离s的过程中整个回路产生的焦耳热Q.
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如图所示,绝缘水平面内固定有一间距d=1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC,导轨两端接有阻值分别为R1=3 Ω和R2=6Ω的定值电阻。矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=lT的匀强磁场I和Ⅱ。一质量m=0.2 kg.电阻r=l Ω的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处,在方向水平向右、大小F0 =2 N的恒力作用下由静止开始运动,刚要到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3 m/s,导体棒ab进入磁场Ⅱ后,导体棒ab中通过的电流始终保持不变。导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好,空气阻力不计。
(1)求导体棒ab刚要到达EF时的加速度大小a,;
(2)求两磁场边界EF和MN之间的距离L;
(3)若在导体棒ab刚要到达MN时将恒力F0撤去,求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离s
的过程中整个回路产生的焦耳热Q。
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如图所示,竖直平面内有一固定光滑的金属导轨,间距为L,导轨上端并联两个阻值均为R的电阻R1、R2,质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连,弹簧与导轨平面平行,弹簧劲度系数为k,上端固定,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属细杆的电阻为r=R,初始时,连接着被压缩的弹簧的金属细杆被锁定,弹簧弹力大小和杆的重力相等,现解除细杆的锁定,使其从静止开始运动,细杆第一次向下运动达最大速度为v1,此时弹簧处于伸长状态,再减速运动到速度为零后,再沿导轨平面向上运动,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动,一直往复运动到静止状态,导轨电阻忽略不计,细杆在运动过程中始终与导轨处置并保持良好的接触,重力加速度为g,求
(1)细杆速度达到v1瞬间,通过R1的电流I1的大小和方向;
(2)杆由开始运动直到最后静止,细杆上产生的焦耳热Q1;
(3)从开始到杆第一次的速度为v1过程中,通过杆的电量.
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如图所示,竖直平面内有一固定光滑的金属导轨,间距为L,导轨上端并联两个阻值均为R的电阻R1、R2,质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连,弹簧与导轨平面平行,弹簧劲度系数为k,上端固定,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属细杆的电阻为r=R,初始时,连接着被压缩的弹簧的金属细杆被锁定,弹簧弹力大小和杆的重力相等,现解除细杆的锁定,使其从静止开始运动,细杆第一次向下运动达最大速度为v1,此时弹簧处于伸长状态,再减速运动到速度为零后,再沿导轨平面向上运动,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动,一直往复运动到静止状态,导轨电阻忽略不计,细杆在运动过程中始终与导轨处置并保持良好的接触,重力加速度为g,求
(1)细杆速度达到v1瞬间,通过R1的电流I1的大小和方向;
(2)杆由开始运动直到最后静止,细杆上产生的焦耳热Q1;
(3)从开始到杆第一次的速度为v1过程中,通过杆的电量.
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如图甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,每根导轨均由两段与水平面成θ=30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成,导轨两端均连接电阻,阻值R1=R2=2Ω,导轨间距L=0.6m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域M1M2P2P1内分布有垂直斜面向上的磁场,磁场上下边界M1P1、M2P2的距离d=0.2m,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻,在右侧导轨斜面上与M1P1距离s=0.1m处,有一根阻值r=2Ω的金属棒ab垂直于导轨由静止释放,恰好独立匀速通过整个磁场区域,取重力加速度g=10m/s2,导轨电阻不计。求:
(1)ab由静止运动到磁场边界M1P1的时间t及此时的速度大小v;
(2)在t1=0.1s时刻和t2=0.25s时刻电阻R1的电功率之比;
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