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
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
某班同学在探究感应电流产生的条件时,做了如下实验:
探究I:如图甲所示,先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中,并与电流表组成一闭合回路。然后进行如下操作:
①ab与磁场保持相对静止;
②让导轨与ab一起平行于磁感线运动;
③让ab做切割磁感线运动。
探究II:如图乙所示,将螺线管与电流表组成闭合回路。然后进行如下操作:
①把条形磁铁放在螺线管内不动;
②把条形磁铁插入螺线管过程中;
③把条形磁铁拔出螺线管过程中。
探究III如图丙所示,螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路;A放在螺线管B内,B与电流表组成一个闭合回路。然后进行如下操作:
①闭合和断开开关瞬间;
②闭合开关,A中电流稳定后;
③闭合开关,A中电流稳定后,再改变滑动变阻器的阻值。
可以观察到:(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)
(1)在探究I中,_______________闭合回路会产生感应电流;
(2)在探究III中,______________闭合回路会产生感应电流;
(3)在探究Ⅲ中,_______________闭合回路会产生感应电流;
(4)从以上探究中可以得到的结论是:当闭合回路中___________时,闭合回路中就会产生感应电流。
高二物理实验题中等难度题查看答案及解析
用质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示.线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa'、bb'垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直.线框从图示位置由静止释放,恰能匀速穿过磁场区域.重力加速度为g,求:
(1) 线框通过磁场时的速度v.
(2) 线框MN边运动到aa'的过程中通过线框导线横截面的电荷量q.
(3) 通过磁场的过程中,线框中产生的热量Q.
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g,求:(1)线框通过磁场时的运动速度;(2)开始释放时,MN与bb′之间的距离;(3)线框在通过磁场的过程中所生的热。
高二物理计算题简单题查看答案及解析
质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g,求:
1.线框通过磁场时的运动速度;
2.开始释放时,MN与bb′之间的距离;
3.线框在通过磁场的过程中所生的热。
高二物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,光滑、足够长、不计电阻、轨道间距为l的平行金属导轨MN、PQ,水平放在竖直向下的磁感应强度不同的两个相邻的匀强磁场中,左半部分为Ι匀强磁场区,磁感应强度为B1;右半部分为Ⅱ匀强磁场区,磁感应强度为B2,且B1=2B2。在Ι匀强磁场区的左边界垂直于导轨放置一质量为m、电阻为R1的金属棒a,在Ι匀强磁场区的某一位置,垂直于导轨放置另一质量也为m、电阻为R2的金属棒b。开始时b静止,给a一个向右冲量I后a、b开始运动。设运动过程中,两金属棒总是与导轨垂直。
(1)求金属棒a受到冲量后的瞬间通过金属导轨的感应电流;
(2)设金属棒b在运动到Ι匀强磁场区的右边界前已经达到最大速度,求金属棒b在Ι匀强磁场区中的最大速度值;
(3)金属棒b进入Ⅱ匀强磁场区后,金属棒b再次达到匀速运动状态,设这时金属棒a仍然在Ι匀强磁场区中。求金属棒b进入Ⅱ匀强磁场区后的运动过程中金属棒a、b中产生的总焦耳热。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直.
(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直.
(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直.
(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直.
(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析