两金属杆ab、cd的长度均为L,质量均为m,电阻均为R。用两根长为2L的柔软导线连接后放在光滑的水平桌面上,导线的电阻与质量不计。为ad、bc的中线。在的左侧空间有垂直于桌面的匀强磁场,磁感应强度为B。位于桌子边缘的金属杆Cd受到轻微扰动就会落下桌面,当曲运动至时,cd杆的加速度为零,此时Cd杆尚未着地。
求:(1)ab杆的最大速度;
(2)ah杆从静止运动到00的过程中,回路中产生的焦耳热。
高三物理计算题中等难度题
两金属杆ab、cd的长度均为L,质量均为m,电阻均为R。用两根长为2L的柔软导线连接后放在光滑的水平桌面上,导线的电阻与质量不计。为ad、bc的中线。在的左侧空间有垂直于桌面的匀强磁场,磁感应强度为B。位于桌子边缘的金属杆Cd受到轻微扰动就会落下桌面,当曲运动至时,cd杆的加速度为零,此时Cd杆尚未着地。
求:(1)ab杆的最大速度;
(2)ah杆从静止运动到00的过程中,回路中产生的焦耳热。
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(12分)如图所示,两根质量均为m、电阻均为R、长度均为l的导体棒a、b,用两条等长的、质量和电阻均可忽略的、不可伸长的柔软长直导线连接后,b放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上,a靠在桌子的光滑绝缘侧面上;两根导体棒均与桌子边缘平行。整个空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B。开始时两棒静止,自由释放后开始运动,导体棒a在落地前就已匀速运动,此时导体棒b仍未离开桌面。已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态,导线与桌子侧棱间无摩擦。
(1)试求导体棒匀速运动时的速度大小。
(2)从自由释放到刚匀速运动的过程中,若通过导体棒横截面的电荷量为q,求该过程中系统产生的焦耳热。
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如图所示,两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒,用两条等长的、质量和电阻均可忽略的长直导线连接后,放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上,两根导体棒均与桌边缘平行,一根在桌面上,另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上.整个空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B.开始时两棒静止,自由释放后开始运动.已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态,导线与桌子侧棱间无摩擦.求:
(1)刚释放时,导体棒的加速度大小;
(2)导体棒运动稳定时的速度大小;
(3)若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q,求该过程中系统产生的焦耳热.
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如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量均为m,用两等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB施加F=2mg的恒力,AB下落一段距离h后,在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1;
(2)在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热Q和通过导线截面的电量q;
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围;
(4)依据第(3)问的结果,请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度-时间图象(v-t)图(任画一个可能图象)。
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如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.5m一端连接R=1Ω的电阻.导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T.质量1kg的导体棒MN放在导轨上,电阻r=0.25Ω,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨的电阻可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s.求:
(1)感应电动势E和MN两点间的电势差;
(2)在2s时间内,拉力做的功;
(3)在2s末,撤去拉力,棒会逐渐减速直至停止运动。求全过程中电阻R上产生的焦耳热。
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如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.
(4)依据第(3)问的结果,请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度-时间图像(v-t图).
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(16分)如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m一端连接R=1的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:
(1)感应电动势E和感应电流I;
(2)在0.1s时间内,拉力的冲量的大小;
(3)若将MN换为电阻r=1的导体棒,其他条件不变,求导体棒两端的电压U。
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如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m一端连接R=1Ω的电阻.导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T.导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s.求:
(1)感应电动势E和感应电流I;
(2)在0.1s时间内,拉力做的功;
(3)若将MN换为电阻r=0.25Ω的导体棒,其他条件不变,求导体棒两端的电压U.
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如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m一端连接R=1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:
(1)感应电动势E和感应电流I;
(2)在0.1s时间内,拉力做的功;
(3)若将MN换为电阻r=0.25Ω的导体棒,其他条件不变,求导体棒两端的电压U.
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连接体问题在物理中很重要,下面分析一个情景:如右图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量均匀分布),用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.
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