如图甲所示,质量m=3×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图乙所示.(g=10 m/s2)
(1)求0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小;
(2)t=0.22 s时闭合开关K,若细杆CD所受安培力方向竖直向上,判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向;
(3)t=0.22 s时闭合开关K,若安培力远大于重力,细框跳起的最大高度h=0.20 m,求通过细杆CD的电荷量.
高二物理解答题中等难度题
如图甲所示,质量m=1.0×l0-3kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20m,处于磁感应强度大小B1=1.0T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=150匝、面积S=2.0×l0-3m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示.t=0.24s时闭合开关K,瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20m.不计空气阻力和水银的黏滞作用,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 0 -0.10s内线圈中的感应电动势大小为3V
B. 磁感应强度B2的方向竖直向下
C. 开关K闭合瞬间,CD中的电流方向由C到D
D. 开关K闭合瞬间,通过细杆CD的电荷量为0.03C
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图甲所示,质量m=3×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图乙所示.(g=10 m/s2)
(1)求0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小;
(2)t=0.22 s时闭合开关K,若细杆CD所受安培力方向竖直向上,判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向;
(3)t=0.22 s时闭合开关K,若安培力远大于重力,细框跳起的最大高度h=0.20 m,求通过细杆CD的电荷量.
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如图所示,一个宽L=0.20 m的“U”型绝缘导轨与水平面成30°倾角固定放置.在导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1.0 T.一根质量为0.10 kg的金属棒垂直放置在导轨上,棒上通有I=5.0 A的电流.金属棒静止,重力加速度g=10 m/s2,则
A.导轨对金属棒的支持力大小为N
B.导轨对金属棒的支持力大小为N
C.导轨对金属棒的摩擦力大小为N,方向平行导轨向下
D.导轨对金属棒的摩擦力大小为N,方向平行导轨向上
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如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两轨道之间的距离L=0.50m.一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中.在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g=10m/s2.
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0Ω时,金属杆ab静止在轨道上.
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向.
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(11分)如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20 m,两导轨的左端之间所接的电阻R=0.40 Ω,导轨上静止放置一质量m=0.10 kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10 Ω,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示,求从金属杆开始运动经t=5.0 s时:
(1)通过金属杆的感应电流的大小和方向;
(2)金属杆的速度大小;
(3)外力F的瞬时功率.
高二物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,竖直放置,粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积V0=8cm3的金属球形容器连通,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度T1=300K时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=15cm,右管水银柱上方空气柱长h0=4cm,现在左管中加入水银,保持温度不变,使两边水银柱在同一高度,大气压强p0=75cmHg,U形玻璃管的横截面积S=0.5cm2.
(1)求需要加入的水银柱的长度L;
(2)若通过加热使右管水银面恢复到原来的位置,求此时封闭气体的温度T2。
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如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B="0.50" T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v="10" m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量。
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如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B="0.50" T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v="10" m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
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如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导体棒的电阻r=1.0Ω,导轨的电阻均忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动3m时撤去拉力,求整个过程中回路中产生的热量.
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