如图所示,足够长的“U”形光滑固定金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ=30°,其中导轨MN与导轨PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直;现使导体棒ab由静止开始沿导轨下滑并开始计时(t=0), 下滑过程中ab与两导轨始终保持垂直且良好接触,t时刻ab的速度大小为v;已知ab棒接入电路的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,则( )
A. 在时间t内,ab可能做匀加速直线运动
B. t时刻ab的加速度大小为
C. 若在时间t内ab下滑的距离为s,则此过程中通过ab某一横截面的电荷量为
D. 若在时间t内ab下滑的距离为s,则此过程中该电路产生的焦耳热为
高三物理不定项选择题中等难度题
如图所示,足够长的“U”形光滑固定金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ=30°,其中导轨MN与导轨PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直;现使导体棒ab由静止开始沿导轨下滑并开始计时(t=0), 下滑过程中ab与两导轨始终保持垂直且良好接触,t时刻ab的速度大小为v;已知ab棒接入电路的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,则( )
A. 在时间t内,ab可能做匀加速直线运动
B. t时刻ab的加速度大小为
C. 若在时间t内ab下滑的距离为s,则此过程中通过ab某一横截面的电荷量为
D. 若在时间t内ab下滑的距离为s,则此过程中该电路产生的焦耳热为
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如图所示,光滑平行金属导轨PQ、MN倾斜固定放置,导轨所在平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨底端连接有阻值为R的电阻,导轨间距为L。方向垂直导轨平面向下的有界匀强磁场的边界ab、cd垂直于导轨,磁场的磁感应强度大小为B,边界ab、cd间距为s。将一长度为L、质量为m、阻值也为R的金属棒垂直放置在导轨上,金属棒开始的位置离ab的距离为,现将金属棒由静止释放,金属棒沿导轨向下做加速运动,到达cd位置时金属棒的加速度刚好为零,金属棒运动过程中始终垂直于导轨并与导轨接触良好,不计导轨及其它电阻,重力加速度为g,求:
(1)金属棒从释放到到达cd位置的过程中,通过电阻R的电量;
(2)金属棒从ab运动到cd的时间。
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MM,PQ倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角,两导轨间距,底端NQ两点连接的电阻,匀强磁场方向垂直于导轨所在平面斜向上,磁感应强度大小为。质量,阻值的导体棒垂直于导轨放置,在平行于导轨平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动,速度。撤去拉力F后,导体棒沿导轨继续运动后速度减为零。运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好, ,导轨电阻不计。求:
(1)拉力F的大小;
(2)撤去拉力F后导体棒上升的过程中电阻R中产生的焦耳热Q和通过的电量。
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨CD、EF倾斜放置,其所在平面与水平面间的夹角为θ= 30°,两导轨间距为L,导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值R=2r的电阻.一根质量为m,电阻为r的金属棒放在导轨上,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,一根不可伸长的绝缘轻绳一端拴在金属棒中间、另一端跨过定滑轮与质量M=4m的重物相连.金属棒与定滑轮之间的轻绳始终在两导轨所在平面内且与两导轨平行,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨电阻不计,初始状态用手托住重物使轻绳恰处于伸长状态,由静止释放重物,求:(重力加速度大小为g,不计滑轮阻力)
(1)若S1闭合、S2断开,重物的最大速度;
(2)若S1和S2均闭合,电容器的最大带电量;
(3)若S1断开、S2闭合,重物的速度v随时间t变化的关系式.
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨CD、EF倾斜放置,其所在平面与水平面间的夹角为θ= 30°,两导轨间距为L,导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值R=2r的电阻.一根质量为m,电阻为r的金属棒放在导轨上,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,一根不可伸长的绝缘轻绳一端拴在金属棒中间、另一端跨过定滑轮与质量M=4m的重物相连.金属棒与定滑轮之间的轻绳始终在两导轨所在平面内且与两导轨平行,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨电阻不计,初始状态用手托住重物使轻绳恰处于伸长状态,由静止释放重物,求:(重力加速度大小为g,不计滑轮阻力)
(1)若S1闭合、S2断开,重物的最大速度;
(2)若S1和S2均闭合,电容器的最大带电量;
(3)若S1断开、S2闭合,重物的速度v随时间t变化的关系式.
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如图所示,电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,轨道所在平面的正方形区域内存在一有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上.电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上,甲金属杆恰好处在磁场的上边界处,甲、乙相距也为l.在静止释放两金属杆的同时,对甲施加一沿导轨平面且垂直于甲金属杆的外力,使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsinθ做匀加速直线运动,金属杆乙进入磁场时即做匀速运动.
(1) 求金属杆的电阻R;
(2)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中,金属杆乙中所产生的焦耳热为Q,求外力F在此过程中所做的功.
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如图所示,两根足够长、电阻不计、间距为d的光滑平行金属导轨,其所在平面与水平面的夹角为θ,导轨平面内的矩形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上,ab与cd之间相距为L,金属杆甲、乙的阻值相同,质量均为m,甲杆在磁场区域的上边界ab处,乙杆在甲杆上方与甲相距L处,甲、乙两杆都与导轨垂直.静止释放两杆的同时,在甲杆上施加一个垂直于杆平行于导轨的外力F,使甲杆在有磁场的矩形区域内向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=2gsin θ,甲离开磁场时撤去F,乙杆进入磁场后恰好做匀速运动,然后离开磁场.
(1)求每根金属杆的电阻R.
(2)从释放金属杆开始计时,求外力F随时间t变化的关系式,并说明F的方向.
(3)若整个过程中,乙金属杆共产生热量Q,求外力F对甲金属杆做的功W.
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如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角,导轨间距,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为T,方向垂直斜面向上。将甲乙两电阻阻值相同、质量均为kg的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距也为,其中m。静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小5m/s2,乙金属杆刚进入磁场时即作匀速运动。(取m/s2)
(1)求金属杆甲的电阻R;
(2)以刚释放时,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系;
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量J,试求此过程中外力F对甲做的功。
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