如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨,导轨间距为L=0.5m,导轨左端连接的定值电阻R=1.5Ω,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。将电阻为r=0.5Ω的金属棒ab垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨电阻不计。规定水平向右为x轴正方向,在x=0处给棒一个向右的初速度,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,棒在运动过程中受的安培力FA随位移x的关系图象如图(乙)所示。求:
(1)金属棒速度v1=1m/s时,金属棒受到安培力大小FA1;
(2)金属棒运动到x=2m时,速度大小v2;
(3)估算金属棒运动到x=2m过程克服安培力做功值WA。
高三物理解答题困难题
如图(甲),MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨,导轨间距为L=0.5m,导轨左端连接的定值电阻R=2Ω,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为2T,将一根质量为0.2kg、电阻也为r=2Ω的金属棒ab垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨电阻不计。规定水平向右为x轴正方向,在x=0处给棒一个向右的初速度,并对棒施加水平向右的拉力作用,经过2.4m金属棒受到的安培力为0.8N,图(乙)为棒所受的安培力F安与位移x的关系图象。求:
(1)运动2.4m时金属棒瞬时速度大小;
(2)估算0﹣24m内定值电阻R上产生的焦耳热(提示:可以用F﹣x图象下的“面积”代表力F所做的功);
(3)0﹣2.4m内通过电阻R的电荷量;
(4)0﹣2.4m内水平拉力的冲量大小。
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨,导轨间距为L=0.5m,导轨左端连接的定值电阻R=1.5Ω,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。将电阻为r=0.5Ω的金属棒ab垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨电阻不计。规定水平向右为x轴正方向,在x=0处给棒一个向右的初速度,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,棒在运动过程中受的安培力FA随位移x的关系图象如图(乙)所示。求:
(1)金属棒速度v1=1m/s时,金属棒受到安培力大小FA1;
(2)金属棒运动到x=2m时,速度大小v2;
(3)估算金属棒运动到x=2m过程克服安培力做功值WA。
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如图(甲) 所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力下作用,并保持拉力的功率恒为4W.从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图像。试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过一定时间t金属棒的速度稳定不变,电阻R中产生的电热为3.2J,图(乙)为安培力与时间的关系图像。试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒速度为2m/s时的加速度;
(3)此过程对应的时间t;
(4)估算0~3s内通过电阻R的电量。
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如图所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L=0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若金属棒以某一初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F,并保持拉力的功率恒为P=4W,从此时开始计时,经过一段时间后金属棒的速度稳定不变,t时间内金属棒运动的距离为x=4.64m。求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒速度为2m/s时的加速度;
(3)t时间内通过电阻R的电荷量。
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图象.试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图象.试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.
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如图甲所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s后金属棒的速度保持稳定不变,图乙为安培力与时间的关系图象。试问:
(1)金属棒cd开始运动时其中的电流方向怎样?
(2)金属棒在前2s内所做的是一种怎样的运动?并说明理由。
(3)2s后金属棒的速度大小是多少m/s?
(4)0~2s内通过电阻R的电量约多少C?
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