如图所示,P1Q1P2Q2和M1N1M2N2为水平放置的两足够长的平行导轨,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小B=0.4 T的匀强磁场中,P1Q1与M1N1间的距离为L1=1.0 m,P2Q2与M2N2间的距离为L2=0.5 m,两导轨电阻可忽略不计.质量均为m=0.2 kg的两金属棒ab、cd放在导轨上,运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,并与导轨形成闭合回路.已知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R=1.0 Ω;金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10 m/s2.
(1)在t=0时刻,用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd,使其从静止开始沿导轨以a=5.0 m/s2的加速度做匀加速直线运动,金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动?
(2)若用一个适当的水平外力F0(未知)向右拉金属棒cd,使其速度达到v2=20 m/s后沿导轨匀速运动,此时金属棒ab也恰好以恒定速度沿导轨运动,求金属棒ab沿导轨运动的速度大小和金属棒cd匀速运动时水平外力F0的功率;
(3)当金属棒ab运动到导轨Q1N1位置时刚好碰到障碍物而停止运动,并将作用在金属棒cd上的水平外力改为F1=0.4 N,此时金属棒cd的速度变为v0=30 m/s,经过一段时间金属棒cd停止运动,求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离.
高三物理解答题困难题
如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中. 一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ. 现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直). 设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g. 则此过程( )
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻的电荷量为
C.恒力做的功与摩擦力做的功之和等于杆的动能变化量
D.恒力做的功与安培力做的功等于杆的动能的变化量
高三物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。现导体棒在水平向左、垂直于导体棒的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与导轨保持垂直)。设导体棒接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则在此过程,下列说法正确的是
A.导体棒的速度最大值为
B.流过电阻R的电荷量为
C.恒力F和摩擦力对导体棒做的功之和等于导体棒动能的变化量
D.恒力F和安培力对导体棒做的功之和大于导体棒动能的变化量
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.当杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程( )
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻R的电荷量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安培力做的功之和小于杆动能的变化量
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高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与
导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导
轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电
路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程( )
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻R的电荷量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
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如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程( )
A. 杆的速度最大值为
B. 流过电阻R的电荷量为
C. 从静止到速度恰好达到最大经历的时间
D. 恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好按触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现导体杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始运动,沿导轨运动距离s时,恰好达到最大速度(运动过程中导体杆始终与导轨保持垂直),设导体杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度为g。求:
(1)从静止开始运动距离s过程中回路中产生的焦耳热;
(2)从静止开始运动距离s所需的时间;
(3)若将图中定值电阻R换为电容为C的电容器(开始不带电),其它条件均不变,求在恒力F作用下,导体杆从静止开始运动距离s所需的时间。
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