如图甲所示,固定轨道由倾角的斜导轨和水平导轨平滑连接而成,轨道所在空间存在方式竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,两导轨间距为L,上端用阻值为R的电阻连接。一电阻也为R的金属杆MN从斜导轨上某一高度处,由静止开始沿光滑的斜导轨下滑,一段时间后滑入水平导轨,其速率v随时间t的变化关系如图乙所示。杆MN始终垂直于导轨接触良好,图乙中为已知量,导轨电阻不计,求:
(1)杆MN在倾斜导轨下滑时通过电阻R的最大感应电流;
(2)杆MN运动过程中所受安培力的最大值。
高三物理计算题中等难度题
如图甲所示,固定轨道由倾角的斜导轨和水平导轨平滑连接而成,轨道所在空间存在方式竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,两导轨间距为L,上端用阻值为R的电阻连接。一电阻也为R的金属杆MN从斜导轨上某一高度处,由静止开始沿光滑的斜导轨下滑,一段时间后滑入水平导轨,其速率v随时间t的变化关系如图乙所示。杆MN始终垂直于导轨接触良好,图乙中为已知量,导轨电阻不计,求:
(1)杆MN在倾斜导轨下滑时通过电阻R的最大感应电流;
(2)杆MN运动过程中所受安培力的最大值。
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如图甲所示,固定轨道由倾角为θ的斜导轨与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成,轨道所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,两导轨间距为L,上端用阻值为R的电阻连接。在沿斜导轨向下的拉力(图中未画出)作用下,一质量为m的金属杆MN从斜导轨上某一高度处由静止开始(t=0)沿斜导轨匀加速下滑,当杆MN滑至斜轨道的最低端P2Q2处时撤去拉力,杆MN在水平导轨上减速运动直至停止,其速率v随时间t的变化关系如图乙所示(其中vm和t0为已知)。杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,导轨和杆MN的电阻以及一切摩擦均不计。求:
(1)杆MN中通过的最大感应电流Im;
(2)杆MN沿斜导轨下滑的过程中,通过电阻R的电荷量q;
(3)撤去拉力后,杆MN在水平导轨上运动的路程s。
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如图所示装置由水平轨道与倾角为θ=30°的倾斜轨道连接而成,水平轨道所在空间存在磁感应强度大小为B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场;倾斜轨道所在空间存在磁感应强度大小为B=0.5T、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场.质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R1=0.1Ω的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;然后将电阻R2=0.4Ω、质量、长度与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力F=8.4N拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动.棒ab、cd与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g=10m/s2,不计轨道电阻.
(1)求ab与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)求当ab刚要向上滑动时cd速度v的大小;
(3)若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中,cd在水平轨道上移动的距离为x=0.5m,求此过程中ab上产生的热量Qab.
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如图所示装置由水平轨道、倾角θ=37°的倾斜轨道连接而成,轨道所在空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。质量m、长度L、电阻R的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力F拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
⑴求棒ab与导轨间的动摩擦因数;
⑵求当棒ab刚要向上滑动时cd速度v的大小;
⑶若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中,cd在水平轨道上移动的距离x,求此过程中ab上产生热量Q。
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如图所示,倾角为的斜面上固定平行导轨MN,在斜面底端与水平面上的固定平行导轨PQ平滑连接,导轨间距L=0.3m且PQ足够长。斜面部分存在竖直向上的匀匀强磁场,水平面部分存在与斜面平行的方向斜向上的匀强磁场,两部分磁感应强度B大小均为1T,在h=3m高处垂直导轨MN放置可自由滑动的质量m1=12g,电阻R1=1的导体棒ab。在水平面上垂直导轨PQ放置被插销固定的质量,电阻的导体棒cd,导体棒ab、cd分别与导轨MN、PQ接触良好。现由静止释放ab,ab在到达斜面底端前已匀速,当ab滑离斜面进入水平导轨时,立即拔下导体棒cd棒的插销,不计导轨的摩擦及电阻(,重力加速度g取10m/s2)求:
(1)ab导体棒在水平面上运动时的最终速度
(2)ab导体棒在斜面与水平面运动时产生的电能各是多少?
(3)ab导体棒在斜面和水平面上运动时通过ab的电荷量各是多少?
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如图所示,ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨,它们被竖直固定在绝缘水平面上,CDGF面与水平面成θ角.两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,两金属细杆的电阻均为R,导轨电阻不计.当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动.重力加速度为g.以下说法正确的是 ( )
A. 回路中的电流为
B. ab杆所受摩擦力为
C. cd杆所受摩擦力为
D. μ与v1大小的关系为
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨,它们被竖直固定在绝缘水平面上,CDGF面与水平面成θ角。两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,两金属细杆的电阻均为R,导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是
A.回路中的电流强度为
B.ab杆所受摩擦力为mgsinθ
C.cd杆所受摩擦力为
D.μ与v1大小的关系为
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如图所示,宽度为L的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的两端连接阻值为R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。一根质量m的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导体棒的有效电阻也为R,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。导体棒MN的初始位置与导轨最左端距离为L,导轨的电阻可忽略不计。
(1)若用一平行于导轨的恒定拉力F拉动导体棒沿导轨向右运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直,求导体棒最终的速度;
(2)若导体棒的初速度为v0,导体棒向右运动L停止,求此过程导体棒中产生的热量;
(3)若磁场随时间均匀变化,磁感应强度B=B0+kt(k>0),开始导体棒静止,从t=0时刻起,求导体棒经过多长时间开始运动以及运动的方向。
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如图1所示,两平行导轨是由倾斜导轨(倾角为θ)与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成的,并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,两导轨间距为L,上端与阻值为R的电阻连接.一质量为m的金属杆AB在t=0时由静止开始在沿P1P2方向的拉力(图中未画出)作用下沿导轨下滑.当杆AB运动到P2Q2处时撤去拉力,杆AB在水平导轨上继续运动,其速率v随时间t的变化图象如图2所示,图中vmax和t1为已知量.若全过程中电阻R产生的总热量为Q,杆AB始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,导轨和杆AB的电阻以及一切摩擦均不计,求:
(1)杆AB中的最大感应电流Imax的大小和方向;
(2)杆AB下滑的全过程通过电阻R的电荷量q;
(3)撤去拉力后杆AB在水平导轨上运动的路程s.
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如图所示,宽度为L=0.2 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 = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,速度为v = 5.0 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
1.在闭合回路中产生感应电流的大小I;
2.作用在导体棒上拉力的大小F;
3.当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q。
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