高三物理解答题中等难度题
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如图所示,两根平行且足够长的粗糙金属导轨,间距L=0.Sm,所在平面与水平面的夹角α=530,导轨间接有一阻值R= 2Ω的电阻,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小B=lT。导体棒a的质量m1=0.lkg,接入电路的电阻R1=1Ω;导体棒b的质量m2=0.2kg,接人电路的电阻R2= 2Ω,它们均垂直导轨放置并始终与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数均为µ=0.5。现从图中的M、N处同时将导体棒a、b由静止释放,运动过程中它们均匀速穿过磁
场区域,且当导体棒a刚出磁场时导体棒b恰好进入磁场。导体棒a、b电流间的相互作用忽略不计,
sin530=0.8, cos530=0.6,g取1Om/ s2。求:
(1)导体棒a刚进入磁场时,流过电阻R的电流大小;
(2)导体棒a在磁场中匀速运动的速度大小;
(3)导体棒a、b穿过磁场区域的过程中,流经电阻R的电荷量。
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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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如图所示,两条足够长的平行金属导轨PQ、EF倾斜放置,间距为L,与水平方向夹角为θ 。导轨的底端接有阻值为R电阻,导轨光滑且电阻不计。现有一垂直导轨平面向上的匀强磁场大小为B,金属杆ab长也为L,质量为m,电阻为r,置于导轨底端。给金属杆ab一平行导轨向上的初速度v0,经过一段时间后返回底端时已经匀速。金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求
(1)金属杆ab刚向上运动时,流过电阻R的电流方向;
(2)金属杆ab返回时速度大小及金属杆ab从底端出发到返回底端电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属杆ab从底端出发到返回底端所需要的时间。
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如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接。导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆.导轨的电阻均忽略不计,匀强磁场垂直导轨平面向下。用于导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终做匀速速度。当改变拉力的大小时,金属杆做匀速运动时的速度v也会变化,v和F的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.金属杆的匀速运动之前做匀加速直线运动
B.流过电阻R的电流方向为
C.由图像可以得出B、L、R三者的关系式为
D.当恒力时,电阻R消耗的最大电功率为
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