如图所示,固定且足够长的平行光滑金属导轨EF、PQ所在平面的倾角θ=53°,导轨的下端E、P之间接有R=1 Ω的定值电阻,导轨间距l=1 m,导轨的电阻不计。在导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=1 T,在虚线下方的导轨上放一垂直于导轨的金属棒ab,金属棒ab的质量m=1 kg,有效电阻r=0.5 Ω,长度也为l=1 m。将金属棒ab与绕过导轨上端的定滑轮的细线连接,定滑轮与金属棒ab间的细线与导轨平行,细线的另一端吊着一个重物,重物的质量也为m=1 kg。释放重物,细线带着金属棒ab向上运动,金属棒ab始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,开始时金属棒ab到虚线的距离s=0.5 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)金属棒ab刚进入磁场时的速度大小;
(2)金属棒ab刚进入磁场时的加速度大小;
(3)若金属棒ab在磁场中发生了x=5.5m时开始做匀速运动,则在达到匀速运动前R上产生的焦耳热是多少。
高二物理解答题中等难度题
如图所示,固定且足够长的平行光滑金属导轨EF、PQ所在平面的倾角θ=53°,导轨的下端E、P之间接有R=1 Ω的定值电阻,导轨间距l=1 m,导轨的电阻不计。在导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=1 T,在虚线下方的导轨上放一垂直于导轨的金属棒ab,金属棒ab的质量m=1 kg,有效电阻r=0.5 Ω,长度也为l=1 m。将金属棒ab与绕过导轨上端的定滑轮的细线连接,定滑轮与金属棒ab间的细线与导轨平行,细线的另一端吊着一个重物,重物的质量也为m=1 kg。释放重物,细线带着金属棒ab向上运动,金属棒ab始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,开始时金属棒ab到虚线的距离s=0.5 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)金属棒ab刚进入磁场时的速度大小;
(2)金属棒ab刚进入磁场时的加速度大小;
(3)若金属棒ab在磁场中发生了x=5.5m时开始做匀速运动,则在达到匀速运动前R上产生的焦耳热是多少。
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如图所示,在倾角θ=30°的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距l=0.5m,导轨处于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,导轨下端P、M间接一定值电阻R=0.3Ω,一根质量m1=0.04kg的金属棒ab垂直导轨放置,金属棒电阻r=0.2Ω,用跨过定滑轮的细线与质量为m2=0.03kg的物块C连接,将金属棒与物块C由静止释放,运动过程中金属板始终与导轨垂直并解除良好,不计其他电阻, ,求:
(1)导体棒ab的最大速度;
(2)定值电阻R上的最大功率Pm;
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如图所示,在倾角θ=30°的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距l=0.5m,导轨处于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,导轨下端P、M间接一定值电阻R=0.3Ω,一根质量m1=0.04kg的金属棒ab垂直导轨放置,金属棒电阻r=0.2Ω,用跨过定滑轮的细线与质量为m2=0.03kg的物块C连接,将金属棒与物块C由静止释放,运动过程中金属板始终与导轨垂直并解除良好,不计其他电阻,,求:
(1)导体棒ab的最大速度;
(2)定值电阻R上的最大功率Pm;
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如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上,导轨间距为L,导轨下端连接一个阻值为R 的定值电阻,空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场。在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧,弹簧劲度系数为k,弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L 的导体杆相连,杆与导轨垂直且接触良好。导体杆中点系一轻细线,细线平行斜面,绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m 的物块。初始时用手托着物块,导体杆保持静止,细线伸直,但无拉力。释放物块后,下列说法正确的是( )
A. 释放物块瞬间导体杆的加速度为g
B. 导体杆最终将保持静止,在此过程中电阻R 上产生的焦耳热为
C. 导体杆最终将保持静止,在此过程中细线对导体杆做功为
D. 导体杆最终将保持静止,在此过程中流过电阻R 的电荷量为
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如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上,导轨间距为L,导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻,空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场。在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧,弹簧劲度系数为k,弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L的导体杆相连,杆与导轨垂直且接触良好。导体杆中点系一轻细线,细线平行斜面,绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块。初始时用手托着物块,导体杆保持静止,细线伸直,但无拉力。释放物块后,下列说法正确的是
A. 释放物块瞬间导体杆的加速度为g
B. 导体杆最终将保持静止,在此过程中电阻R上产生的焦耳热为
C. 导体杆最终将保持静止,在此过程中细线对导体杆做功为
D. 导体杆最终将保持静止,在此过程中流过电阻R的电荷量为
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电阻不计的足够长的光滑平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,斜面倾角,导轨下端连接一阻值的定值电阻,导轨间距为。一阻值不计、质量为的导体棒,垂直导轨静止放置且与导轨接触良好。匀强磁场垂直穿过导轨平面、磁感应强度,如图所示。现用一恒定功率且平行于导轨向上的力F作用在导体棒的中点,使导体棒从静止开始运动,最终达到稳定速度,不计空气阻力。求:
(1)当导体棒速度v=1m/s时,导体棒加速度a的大小?
(2)棒达到的稳定速度多大?
(3)若在导体棒达到稳定速度的过程中,通过棒的电荷量,电阻R产生的热量Q=1.4J,则棒从静止到稳定速度的运动时间是多少?
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如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角,导轨间接一电阻值R=3Ω的电阻,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=0.5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω;导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场。(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10m/s2,a、b电流间的相互作用不计),求:
(1)在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比;
(2)在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中,装置上产生的热量;
(3)M、N两点之间的距离。
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如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角,导轨间接一阻值为3Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=0.5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω;导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,a、b电流间的相互作用不计),求:
(1)在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比;
(2)在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中,装置上产生的热量;
(3)M、N两点之间的距离。
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如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角,间距为L=0.5m的导轨间接一电阻,阻值为R=2Ω,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感强度B=0.8T.导体棒a的质量为m1=0.1 kg、电阻为R1=1 Ω;导体棒b的质量为m2=0.2 kg、电阻为R2=2Ω,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场.a、b电流间的相互作用不计,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒a刚进入磁场时,流过电阻R的电流I;
(2)导体棒a穿过磁场区域的速度v1;
(3)匀强磁场的宽度d.
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