如图所示,电源电动势为3 V,内阻不计,两个不计电阻的金属圆环表面光滑,竖直悬挂在等长的细线上,金属环面平行,相距1 m,两环分别与电源正负极相连。现将一质量为0.06 kg、电阻为1.5 Ω的导体棒轻放在环上,导体棒与环有良好电接触。两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T的匀强磁场。重力加速度g=10 m/s2,当开关闭合后,导体棒上滑到某位置静止不动,
(1)试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少?
(2)若已知环半径为0.5 m,此位置与环底的高度差是多少?
高三物理解答题中等难度题
如图所示,电源电动势为3V,内阻不计,两个不计电阻的金属圆环表面光滑,竖直悬挂在等长的细线上,金属环面平行,相距1m,两环分别与电源正负极相连。现将一质量0.06kg,电阻1.5Ω的导体棒轻放在环上,导体棒与环有良好电接触。两环之间有方向竖直向上,磁感应强度为0.4T的匀强磁场。当开关闭合后,导体棒上滑到某位置静止不动,试求:
(1)在此位置上棒对每一只环的压力为多少?
(2)若已知环半径为0.5m,此位置与环底的高度差是多少?
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如图所示,电源电动势为3 V,内阻不计,两个不计电阻的金属圆环表面光滑,竖直悬挂在等长的细线上,金属环面平行,相距1 m,两环分别与电源正负极相连。现将一质量为0.06 kg、电阻为1.5 Ω的导体棒轻放在环上,导体棒与环有良好电接触。两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T的匀强磁场。重力加速度g=10 m/s2,当开关闭合后,导体棒上滑到某位置静止不动,
(1)试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少?
(2)若已知环半径为0.5 m,此位置与环底的高度差是多少?
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如图所示电路,M、N是一对平行金属板,将N板接地。已知电源电动势E=36V,内阻不计, 为定值电阻, 均为0~999.9Ω的可调电阻箱,带负电的小球用绝缘细线悬挂在平行金属板之间。闭合电键S,当时, _________;若将从200Ω调到400Ω,小球的电势能将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
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如图所示电路,M、N是一对平行金属板,将N板接地。已知电源电动势E=36V,内阻不计, 为定值电阻, 均为0~999.9Ω的可调电阻箱,带负电的小球用绝缘细线悬挂在平行金属板之间。闭合电键S,当时, _________;若将从200Ω调到400Ω,小球的电势能将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
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如图所示,一个平行板电容器水平放置,并与一个金属圆环连接,一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在上极板上,金属环处在竖直平面内,环面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。若金属环、电容器及小球一起以水平速度v向右平动时,细线拉力大小为F1,且此时细线恰好处于竖直状态;若金属环、电容器及小球一起以水平速度2v向右平动时,细线拉力大小为F2,则( )
A. 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向左的偏角,且F1>F2
B. 当速度为2v时,细线仍保持竖直方向,且F1=F2
C. 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向右的偏角,且F1<F2
D. 细线的拉力大小与小球所带的电性无关
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如图所示,一个平行板电容器水平放置,并与一个金属圆环连接,一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在上极板上,金属环处在竖直平面内,环面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。若金属环、电容器及小球一起以水平速度v向右平动时,细线拉力大小为F1,且此时细线恰好处于竖直状态;若金属环、电容器及小球一起以水平速度2v向右平动时,细线拉力大小为F2,则( )
A. 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向左的偏角,且F1>F2
B. 当速度为2v时,细线仍保持竖直方向,且F1=F2
C. 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向右的偏角,且F1<F2
D. 细线的拉力大小与小球所带的电性无关
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在电磁感应现象中,感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”,在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。
(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B,金属棒ab的长度为L,在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e,求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。
(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场,该电场为涡旋电场,其电场线是一系列同心圆,单个圆上的电场强度大小处处相等,如图乙所示。在某均匀变化的磁场中,将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线,与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来,如图丙所示。金属圆环的电阻为R0,圆环两端点a、b间的距离可忽略不计,除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I,电子的电荷量为e,求∶
a.金属环中感应电动势E感大小;
b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。
(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块,最初细绳处于伸直状态(细绳足够长)。闭合电键S后,杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线,因而产生感应电动势E',且E'同电路中的电流方向相反,称为反电动势,这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。
a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化,并求杆的最终速度vm;
b.当电路中的电流为I时,请证明电源的电能转化为机械能的功率为。
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如图所示电路,M.N是一对间距为的平行金属板,且将N板接地。已知电源电动势,内阻不计,为定值电阻,.均为0~999.9Ω的可调电阻箱,用两根绝缘细线将质量为.带少量负电的小球悬于平行金属板内部。已知细线水平,线长。闭合电键K,若分别将和从200Ω调到400Ω,则两状态小球电势能之比为(小球始终处于静止状态): ( )
A.2:1 2:1
B.1:1 1:1
C.4:3 3:2
D.1:1 3:2
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如图甲所示,固定的两光滑导体圆环相距1m。在两圆环上放一导体棒,圆环通过导线与电源相连,电源的电动势为3V,内阻为0.2Ω。导体棒质量为60g,接入电路的电阻为1.3Ω,圆环电阻不计,匀强磁场竖直向上。开关S闭合后,棒可以静止在圆环上某位置,该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ=37°,如图乙所示,(g取10m/s2)求:
(1)棒静止时受到的安培力的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小。
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如图所示,用绝缘细线将质量M=0.04 kg的U型金属框架竖直悬挂,框架的MM′和NN′部分相互平行且相距0.4m,电阻不计且足够长,框架的MN部分垂直于MM′,且电阻R1 = 0.1Ω,长为0.40m的导体棒ab在竖直向下的F=0.2N恒力作用下从静止开始运动,运动过程中始终与MM′和NN′垂直并保持良好接触.整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直与框架所在平面,当ab运动到某处时,绝缘细线刚好被拉断,细线能承受的最大拉力为 0.8N,已知导体棒质量m=0.02kg、电阻R2 = 0.3Ω,g取10m/s2,求;
(1)细绳被拉断时导体棒的速度v;
(2)从ab开始运动到细线被拉断的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,求该过程通过MN的电荷量q.
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