如图,倾斜固定放置的“Π”形光滑金属导轨,位于与水平面成θ角的平面内,导轨宽为L,电阻不计。宽度均为d的矩形有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ方向垂直导轨平面向下,磁感应强度大小均为B,两磁场间的距离也为d。质量为m、电阻为R的金属杆ab平行于导轨顶部,从距离磁场Ⅰ上边缘h处由静止释放。已知金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,且始终与导轨接触良好,重力加速度为g。
(1)求金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度v大小;
(2)定性分析金属杆穿过两磁场的过程中能量是如何变化的;
(3)分析并说明金属杆释放处与磁场Ⅰ上边缘的距离h需满足的条件;
(4)作出金属杆从进入磁场Ⅰ到离开磁场Ⅱ这一过程中的v-t图像。
高三物理解答题困难题
如图,倾斜固定放置的“Π”形光滑金属导轨,位于与水平面成θ角的平面内,导轨宽为L,电阻不计。宽度均为d的矩形有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ方向垂直导轨平面向下,磁感应强度大小均为B,两磁场间的距离也为d。质量为m、电阻为R的金属杆ab平行于导轨顶部,从距离磁场Ⅰ上边缘h处由静止释放。已知金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,且始终与导轨接触良好,重力加速度为g。
(1)求金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度v大小;
(2)定性分析金属杆穿过两磁场的过程中能量是如何变化的;
(3)分析并说明金属杆释放处与磁场Ⅰ上边缘的距离h需满足的条件;
(4)作出金属杆从进入磁场Ⅰ到离开磁场Ⅱ这一过程中的v-t图像。
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如图,足够长的光滑导轨倾斜放置,导轨宽度为l,下端与电阻R连接,其它电阻不计,匀强磁场垂直于导轨平面向上 若金属棒ab以一定初速度沿导轨下滑,则棒( )
A 电流方向从a到b
B 刚开始下滑瞬间产生的电动势为
C 最终能匀速下滑
D 减少的重力势能全部等于电阻R产生的内能
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如图,光滑的平行金属导轨水平固定放置,电阻不计,导轨间距为L=1m,左侧接一阻值为R=0.3Ω的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s=1m.一质量为m=1kg,电阻为r=0.2Ω的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)的水平力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.试求 :
(1)有界匀强磁场磁感应强度B的大小?
(2)若金属棒运动过程中某时刻撤去外力F,发现棒继续运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间t=?
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如图,两条相距为d的倾斜固定平行金属导轨,位于与水平面成确的同一平面内,其右端接一阻值为R的电阻,导轨电阻不计。质量为m、电阻为r的金属杆CD静止在导轨上,杆与导轨间的动摩擦因数为μ.矩形匀强磁场区域MNPQ方向垂直导轨平面向下,磁慼应强度大小为B.磁场区域以速度v0沿导轨匀速向上扫过金属杆,磁场边界PQ与金属杆分离时杆的速度为ν,若导轨足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触,求:
(1)MN刚到达金属杆时,杆中感应电流的大小和方向;
(2)MN刚到达金属杆时,杆的加速度大小;
(3)PQ与金属杆分离时,R上的电功率;
(4)请分析、说明:从MN刚到达金属杆到PQ与金属杆分离的这段过程中,金属杆做怎样的运动?
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如图所示,有一倾斜光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距L=0.5m,电阻不计,在两导轨间接有R=3Ω的电阻. 在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为d=0.4m的匀强磁场,B=2T.一质量为m=0.08kg,电阻为r=2Ω的导体棒从距磁场上边缘d=0.4m处由静止释放,运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好,取g=10m/s2.求:
(1) 导体棒进入磁场上边缘的速度v;
(2) 导体棒通过磁场区域的过程中,通过导体棒的电量q;
(3) 导体棒通过磁场区域的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.
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如图所示,间距为L的倒U型金属导轨竖直放置,导轨光滑且电阻忽略不计。垂直导轨平面分布着100个场强为B的条形匀强磁场,磁场区域的宽度为a,相邻磁场距离为b。一根质量为m、电阻为R的金属棒放置在导轨上且与导轨始终良好接触,金属棒从距离第一磁场区域上端2a位置静止释放。(设重力加速度为g)
(1)求刚进入第1磁场区域时的安培力大小和方向
(2)金属棒穿过各段磁场时,发现通过回路的电流随时间以固定周期做周期性变化,求金属棒穿出第100个磁场区域时的速度及整个过程金属棒产生的热量。
(3)若满足第(2)问的情况,求金属棒穿过每个磁场区域的时间;并画出通过回路的电流i随时间t的变化的图象(定性即可,不需要标出具体坐标值)。
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如图(a)所示,间距L=0.5m的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置,轨道平面倾角=30°。导轨底端接有阻值R=0.8Ω的电阻,导轨间有I、II两个矩形区域,其长边都与导轨垂直,两区域的宽度均为d2=0.4m,两区域间的距离d1=0.4m,I区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B0=1T,II区域内的磁感应强度B随时间t变化如图(b)所示,规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向。t=0时刻,把导体棒MN无初速度的放在区域I下边界上.己知导体棒的质量m=0.1kg,导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中,导体棒和导执电阻不计,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)0.1s内导体棒MN所受的安培力;
(2)t=0.5s时回路中的电动势和流过导体棒MN的电流方向;
(3)0.5s时导体棒MN的加速度。
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