如图所示,绝缘水平面内固定有两足够长的平行金属导轨ab和ef,导轨间距为d,两导轨间分别接有两个阻值均为r的定值电阻和,质量为m、长度为d的导体棒PQ放在导轨上,棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨与棒的电阻,在空间加上磁感应强度小为B、方向竖直向下的匀强磁场,两根完全相同的轻弹簧一端与棒的中点连接,另一端固定,初始时刻,两根弹簧恰好处于原长状态且与导轨在同一平面内,现使导体棒获得水平向左的初速度,在导体棒第一次运动至右端的过程中,上产生的焦耳热为,下列说法正确的是( )
A.初始时刻,棒所受安培力的大小为
B.棒第一次回到初始位置时,的电功率为
C.棒第一次到达右端时,两根弹簧具有的弹性势能之和为
D.从初始时刻至棒第一次到达左端的过程中,整个回路产生的焦耳热为4Q
高三物理多选题中等难度题
如图所示,固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,导轨间距为l且足够长,左端接阻值为R的定值电阻,导轨电阻不计。现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上,在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过60°的过程中(金属棒始终与导轨接触良好,电阻不计)
A. 通过定值电阻的最大电流为
B. 通过定值电阻的最大电流为
C. 通过定值电阻的电荷量为
D. 通过定值电阻的电荷量为
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如图所示,固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,导轨间距为l且足够长,左端接阻值为R的定值电阻,导轨电阻不计。现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上,在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过60°的过程中(金属棒始终与导轨接触良好,电阻不计)
A. 通过定值电阻的最大电流为
B. 通过定值电阻的最大电流为
C. 通过定值电阻的电荷量为
D. 通过定值电阻的电荷量为
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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内,两导轨间的距离为L,导轨间连接一个定值电阻,阻值为R,导轨上放一质量为m,电阻为的金属杆ab,金属杆始终与导轨连接良好,其余电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里。重力加速度为g,现让金属杆从虚线水平位置处由静止释放。
(1)求金属杆的最大速度vm;
(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,金属杆下落的位移为x,经历的时间为t,为了求出电阻R上产生的焦耳热Q,某同学做了如下解答:
①
②
③
联立①②③式求解出Q。
请判断该同学的做法是否正确;若正确请说明理由,若不正确请写出正确解答。
(3)在金属杆达最大速度后继续下落的过程中,通过公式推导验证:在Δt时间内,重力对金属杆所做的功WG等于电路获得的电能W电,也等于整个电路中产生的焦耳热Q。
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如图所示,两根足够长的电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面内,两导轨间的距离为 L=1m,之间接有阻值为 R=1.5Ω的定值电阻。一根质量为 m=2kg 的均匀金属棒 ab 放在导轨上,与两导轨垂直且保持良好接触,ab 在导轨间的电阻为 r=0.5Ω,整个装置放在 磁感应强度为 B=1T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒 ab 施加水 平向右的恒力 F=1N,使之由静止开始运动,求
(1) 金属棒 ab 中电流的方向及最大速度 vm;
(2) 金属棒 ab 由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻 R 产生的焦耳热为 Q=3J,求该过程中金属棒 ab 移动的距离 x 及通过电阻 R 的电量 q。
(3)金属棒 ab 由静止释放至达到最大速度的过程中,经历的时间 t。
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如图所示,竖直平面内有一固定光滑的金属导轨,间距为L,导轨上端并联两个阻值均为R的电阻R1、R2,质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连,弹簧与导轨平面平行,弹簧劲度系数为k,上端固定,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属细杆的电阻为r=R,初始时,连接着被压缩的弹簧的金属细杆被锁定,弹簧弹力大小和杆的重力相等,现解除细杆的锁定,使其从静止开始运动,细杆第一次向下运动达最大速度为v1,此时弹簧处于伸长状态,再减速运动到速度为零后,再沿导轨平面向上运动,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动,一直往复运动到静止状态,导轨电阻忽略不计,细杆在运动过程中始终与导轨处置并保持良好的接触,重力加速度为g,求
(1)细杆速度达到v1瞬间,通过R1的电流I1的大小和方向;
(2)杆由开始运动直到最后静止,细杆上产生的焦耳热Q1;
(3)从开始到杆第一次的速度为v1过程中,通过杆的电量.
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如图所示,竖直平面内有一固定光滑的金属导轨,间距为L,导轨上端并联两个阻值均为R的电阻R1、R2,质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连,弹簧与导轨平面平行,弹簧劲度系数为k,上端固定,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属细杆的电阻为r=R,初始时,连接着被压缩的弹簧的金属细杆被锁定,弹簧弹力大小和杆的重力相等,现解除细杆的锁定,使其从静止开始运动,细杆第一次向下运动达最大速度为v1,此时弹簧处于伸长状态,再减速运动到速度为零后,再沿导轨平面向上运动,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动,一直往复运动到静止状态,导轨电阻忽略不计,细杆在运动过程中始终与导轨处置并保持良好的接触,重力加速度为g,求
(1)细杆速度达到v1瞬间,通过R1的电流I1的大小和方向;
(2)杆由开始运动直到最后静止,细杆上产生的焦耳热Q1;
(3)从开始到杆第一次的速度为v1过程中,通过杆的电量.
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如图所示,光滑平行足够长的金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨范围内存在磁场,其磁感应强度大小为B方向竖直向下,导轨一端连接阻值为R的电阻。在导轨上垂直导轨放一长度等于导轨间距L、质量为m的金属棒,其电阻为r,金属棒与金属导轨接触良好。导体棒水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,经过时间t后开始匀速运动,金属导轨的电阻不计。求:
(1)导体棒匀速运动时回路中电流大小。
(2)导体棒匀速运动的速度大小以及在时间t内通过回路的电量。
高三物理简答题简单题查看答案及解析
如图1所示,两水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,导轨间距离为L=1 m,M、P间接有阻值为R=10 Ω的定值电阻,理想电压表接在定值电阻两端,导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B=1T,一根质量为m=0. 1 kg的金属棒放在导轨上,金属棒接入电路的电阻也为R =10Ω。现对金属棒施加一个水平向右的拉力,使金属棒由静止开始向右运动,金属棒运动后电压表的示数U随时间t变化的规律如图2所示,金属棒运动过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直,导轨电阻不计。求:
(1)t=5s时,拉力F的大小;
(2)金属棒在运动的前5s内,拉力F的冲量大小;
(3)金属棒运动10 s时,撤去拉力F,则撤去拉力后金属棒运动0.5 m时速度的大小。
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如图所示,间距为、足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨的左端接有阻值为的定值电阻,导轨自身电阻不计。导轨所在的区域内存在着与轨道平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向竖直向上。一根长为、电阻为、质量为的导体棒垂直导轨放置在轨道的左端,且与导轨接触良好。现用水平向右的恒力拉动导体棒,一段时间后导体棒的运动状态保持稳定,速度不再增加;之后在某时刻撤去拉力,已知从开始运动到撤去拉力,导体棒运动的位移为,导体棒运动的过程中始终与导轨垂直。求:
(1)导体棒稳定运动时的速度;
(2)在导体棒运动过程中,电阻产生的热量;
(3)撤去拉力后,导体棒滑行的距离。
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