如图所示, 水平光滑导轨足够长,导轨间距为L,导轨间分布有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨左端接有阻值为R的电阻,电阻两端接一理想电压表。一金属棒垂直放在导轨上,其在轨间部分的电阻为R。 现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止开始水平牵引金属棒,开始时,物块距地面的高度为h,物块即将落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为U。已知物块与金属棒的质量相等,不计导轨电阻和滑轮质量与摩擦,导轨始终与金属棒垂直且紧密接触,重力加速度为g。求∶
(1)金属棒的最大速度v及物块的质量m;
(2)棒从静止开始到物块刚要落地的过程中,电阻R上产生的热量Q。
高三物理解答题困难题
如图所示,间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值R=2Ω的电阻连接,导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场。一根长l=1m、质量m=1kg、电阻τ=1Ω的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上,金属棒与导轨接触良好,金属棒在水平向右、大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求:
(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离;
(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻R产生的热量。
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如图所示,间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值R=2Ω的电阻连接,导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场。一根长l=1m、质量m=1kg、电阻τ=1Ω的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上,金属棒与导轨接触良好,金属棒在水平向右、大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求:
(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离;
(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻R产生的热量。
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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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如图,两足够长的光滑平行导轨水平放置,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻。一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r。水平放置的轻弹簧左端固定,右端与金属杆中点链接,弹簧劲度系数为k。装置处于静止状态。现给导体棒一个水平向右的初速度v0,第一次运动到最右端时,棒的加速度为a,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,求:
(1)金属棒开始运动时受到的安培力F的大小和方向;
(2)金属棒从开始运动到第一次运动到最右端时,通过R的电荷量q;
(3)金属棒从开始运动到最终停止的整个过程中,R上产生的热量Q。
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如图,两足够长的光滑平行导轨水平放置,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻。一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r。水平放置的轻弹簧左端固定,右端与金属杆中点链接,弹簧劲度系数为k。装置处于静止状态。现给导体棒一个水平向右的初速度v0,第一次运动到最右端时,棒的加速度为a,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,求:
(1)金属棒开始运动时受到的安培力F的大小和方向;
(2)金属棒从开始运动到第一次运动到最右端时,通过R的电荷量q;
(3)金属棒从开始运动到最终停止的整个过程中,R上产生的热量Q。
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如图所示,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,固定着两根光滑水平金属导轨ab和cd,导轨平面与磁场方向垂直,导轨间距离为L,在导轨左端a、c间连接一个阻值为R的电阻,导轨电阻可忽略不计。在导轨上垂直导轨放置一根金属棒MN,其电阻为r,用外力拉着金属棒向右匀速运动,速度大小为v,已知金属棒MN与导轨接触良好,且运动过程中始终与导轨垂直,则在金属棒MN运动的过程中( )
A. 金属棒MN中的电流方向为由N到M
B. 电阻R两端的电压为
C. 金属棒MN受到的拉力大小为
D. 电阻R产生焦耳热的功率为
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距为L,导轨长度足够长,导轨左端连接有阻值为R的电阻,整个导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m阻值为的导体棒MN垂直于导轨放置在导轨上并始终与导轨良好接触,接触点为M和N,零时刻沿导轨方向给导体棒一个大小为的初速度,经过一段时间导体棒发生位移,则以下判断中正确的是( )
A.零时刻导体棒MN的加速度
B.零时刻导体棒MN两端的电压
C.导体棒MN运动位移时的速度
D.导体棒MN运动的最大位移
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如图所示,间距为、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端有一阻值为的电阻,一质量为、电阻也为的金属棒横跨在导轨上,棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中,金属棒以初速度沿导轨向右运动,在金属棒整个运动过程中,下列说法正确的是
A. 金属棒端电势比端高
B. 金属棒克服安培力做的功等于电阻上产生的焦耳热
C. 金属棒运动 的位移为
D. 金属棒运动的位移为
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如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端有一阻值为R的电阻,一质量为m、电阻也为R的金属棒横跨在导轨上,棒与导轨接触良好.整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金属棒以初速度沿导轨向右运动,前进距离为s)在金属棒整个运动过程中,下列说法正确的是
A.金属棒运动平均速度大于
B.金属棒d克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
C.通过电阻R电荷量为
D.电阻R上产生的焦耳热为
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,水平光滑的平行金属导轨MM′,MN′,导轨间距L,左端与电阻相连接,电阻阻值为R,匀强磁场竖直向下分布在导轨所在的空间内,磁感应强度为B,质量为m的金属棒在垂直导轨的方向上静止在导轨上,设导轨与捧的电阻均不计,g取10m/s2,则:
(1)如图1在棒上施加一个垂直棒的恒力F,求金属棒所能达到的最大速度wm的大小;
(2)将电阻R换成电容器,电容为C,在棒上施加一个垂直棒的恒力F,如图2所示,当金属棒右移x时(未离开磁场,电容器充电时间不计,此时电容器未被击穿),求此时电容器的带电量q
(3)不加恒力F,使棒以一定的初速度向右运动,如图3所示,当其通过位置a时速率表示为va,通过位置b时速率表示为vb(注:va、vb未知),到位置c时棒刚好静止,a、b与b、c的间距相等,以金属棒在由a→b和b→c的两个过程中,回路中产生的电能Eab与Ebc之比为多大?
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