如图,粗糙,水平,足够长的无电阻的一对平行导轨左侧固定一定值电阻R=4Ω,导轨间距为d=0.5m,一根长度也为d,电阻为r=1Ω,质量m=0.2kg的导体杆与导轨垂直放在导轨上,与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数μ=0.3,竖直向下的有界匀强磁场左边界正好与杆所在直线平齐,右边界足够远,磁感应强度B=1T,现给杆一个与导轨平行向右的初速度 ,同时对杆施加一个平行于导轨且垂直于杆的变化外力(图中未画出),使杆做匀变速直线运动,加速度大小为 ,加速度方向向左,取 ,求:
(1)当杆刚好进入磁场瞬间,R上的瞬时电功率;
(2)当杆上电流大小为其最大值的一半时,所施加的外力;
高三物理解答题困难题
如图,粗糙,水平,足够长的无电阻的一对平行导轨左侧固定一定值电阻R=4Ω,导轨间距为d=0.5m,一根长度也为d,电阻为r=1Ω,质量m=0.2kg的导体杆与导轨垂直放在导轨上,与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数μ=0.3,竖直向下的有界匀强磁场左边界正好与杆所在直线平齐,右边界足够远,磁感应强度B=1T,现给杆一个与导轨平行向右的初速度 ,同时对杆施加一个平行于导轨且垂直于杆的变化外力(图中未画出),使杆做匀变速直线运动,加速度大小为 ,加速度方向向左,取 ,求:
(1)当杆刚好进入磁场瞬间,R上的瞬时电功率;
(2)当杆上电流大小为其最大值的一半时,所施加的外力;
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(20分)如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上,两导轨间距l=1m,左端用R=3Ω的电阻连接,导轨的电阻忽略不计。一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静止置于两导轨上,并与两导轨垂直。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。现用水平向右的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动。在0~2s内拉力F所做的功为W=J,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在0~2s内通过电阻R的电量q;
(3)在0~2s内电阻R上产生的热电量Q。
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(20分)如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上,两导轨间距l=1m,左端用R=3Ω的电阻连接,导轨的电阻忽略不计。一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静止置于两导轨上,并与两导轨垂直。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。现用水平向右的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动。在0~2s内拉力F所做的功为W=J,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在0~2s内通过电阻R的电量q;
(3)在0~2s内电阻R上产生的热电量Q。
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如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在与水平面夹角为370的斜面上,两导轨间距为l=1m,下端接有R=3Ω的电阻,导轨的电阻忽略不计;一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω(导轨间部分)的导体杆垂直静置与两导轨上,并与两导轨接触良好;整个装置处于磁感应强度大小B=2T、 垂直于导轨平面向上的匀强磁场中;现用平行于斜面向上的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动;重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8;求导体杆的加速度大小和导体杆与导轨间的动摩擦因数μ。
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如图1所示,一对光滑的平行导轨(电阻不计)固定在同一水平面,导轨足够长且间距L=0.5m左端接有阻值为R=4Ω的电阻,一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上,金属棒的电阻r=1Ω,整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中,金属棒在水平向右的外力F作用下由静止开始运动,拉力F与导体棒速率倒数关系如图2。求:
(1)v=5m/s时拉力的功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)若经时间t=4s导体棒达到最大速度,在这段时间内电阻R产生的热量为多大?
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如图所示,两根平行粗糙金属导轨固定于绝缘水平面上,导轨左侧间连有阻值为r的电阻,两平行导轨间距为L。一根长度大于L、质量为m、接入电路的电阻也为r的导体棒垂直导轨放置并接触良好,导体棒初始均处于静止,导体棒与图中虚线有一段距离,虚线右侧存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的恒力,使其从静止开始做匀加速直线运动,进入磁场前加速度大小为a0,然后进入磁场,运动一段时间后达到一个稳定速度,平行轨道足够长,导体棒与平行导轨间的动摩擦因数处处相等,忽略平行轨道的电阻。求:
(1)导体棒最后的稳定速度大小;
(2)若导体棒从开始运动到达稳定速度的过程中,通过导轨左侧电阻的电荷量为q,求此过程中导体棒在磁场中运动的位移。
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如图甲所示。在同一水平面上,两条足够长的平行金属导轨MNPQ间距为,右端接有电阻,导轨EF连线左侧光滑且绝缘.右侧导轨粗糙,EFGH区域内有垂直导轨平面磁感应强度的矩形匀强磁场;一根轻质弹簧水平放置,左端固定在K点,右端与质量为的金属棒a接触但不栓接,且与导轨间的动摩擦因数,弹簧自由伸长时a棒刚好在EF处,金属棒a垂直导轨放置,现使金属棒a在外力作用下缓慢地由EF向左压缩至AB处锁定,压缩量为。此时在EF处放上垂直于导轨质量电阻的静止金属棒b。接着释放金属棒a,两金属棒在EF处碰撞,a弹回并压缩弹簧至CD处时速度刚好为零且被锁定,此时压缩量为,b棒向右运动,经过从右边界GH离开磁场,金属棒b在磁场运动过程中流经电阻R的电量。设棒的运动都垂直于导轨,棒的大小不计,已知弹簧的弹力与形变量的关系图像(如图乙)与x轴所围面积为弹簧具有的弹性势能。求:
(1)金属棒a碰撞金属棒b前瞬间的速度
(2)金属棒b离开磁场时的速度
(3)整个过程中电阻R上产生的热量
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(17分)如图甲所示,、为间距=0.5m足够长的粗糙平行导轨,⊥,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角=37°,间连接有一个的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为.将一根质量为=0.05kg、内阻为的金属棒紧靠放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至处时刚好达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量=0.2C,且金属棒的加速度与速度的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行。(取=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)金属棒的内阻;(2)金属棒滑行至处的过程中,电阻上产生的热量。
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水平面上两根足够长的粗糙的金属导轨平行固定放置如图1,间距为L=0,5m,一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计,均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图2。(取重力加速度g=10 m/s2)
(1)磁感应强度B为多大?
(2)金属杆与导轨的摩擦因数是多少?
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