高三物理解答题中等难度题
两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,垂直于导轨水平放置在导轨上,如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变,重力加速度为g.
(1)给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度,同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力,结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动.求拉力做功的功率.
(2)若作用在ab杆的拉力与第(1)问相同,但两根杆都是同时从静止开始运动,求两根杆达到稳定状态时的速度.
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足够长的光滑平行金属导轨和水平放置,在其左端固定一个倾角为的光滑金属导轨,导轨相距均为,在水平导轨和倾斜导轨上,各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、倾斜导轨形成一闭合回路。两金属杆质量均为、电阻均为,其余电阻不计,杆被销钉固定在倾斜导轨某处。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为,方向竖直向上。当用水平向右、大小的恒力拉杆,使其达到最大速度时,立即撤销销钉,发现杆恰好能在原处仍然保持静止。(重力加速度为)
(1)求杆运动中的最大速度。
(2)求倾斜导轨的倾角。
(3)若杆加速过程中发生的位移为,则杆
加速过程中,求杆上产生的热量。
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如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量、的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd, cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,
(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;
(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。
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如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量、的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd, cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,
(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;
(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。
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如图,两足够长的光滑平行导轨水平放置,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻。一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r。水平放置的轻弹簧左端固定,右端与金属杆中点链接,弹簧劲度系数为k。装置处于静止状态。现给导体棒一个水平向右的初速度v0,第一次运动到最右端时,棒的加速度为a,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,求:
(1)金属棒开始运动时受到的安培力F的大小和方向;
(2)金属棒从开始运动到第一次运动到最右端时,通过R的电荷量q;
(3)金属棒从开始运动到最终停止的整个过程中,R上产生的热量Q。
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如图,两足够长的光滑平行导轨水平放置,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻。一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r。水平放置的轻弹簧左端固定,右端与金属杆中点链接,弹簧劲度系数为k。装置处于静止状态。现给导体棒一个水平向右的初速度v0,第一次运动到最右端时,棒的加速度为a,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,求:
(1)金属棒开始运动时受到的安培力F的大小和方向;
(2)金属棒从开始运动到第一次运动到最右端时,通过R的电荷量q;
(3)金属棒从开始运动到最终停止的整个过程中,R上产生的热量Q。
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在倾角为θ的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨PQ、MN,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.有两根质量分别为m1和m2的金属棒a、b,先将a棒垂直于导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直于导轨放置,此刻起a、c做匀速运动而b静止,a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计,则( )
A.物块c的质量是(m1+m2)sinθ
B.b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C.b棒放上导轨后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的电能
D.b棒放上导轨后,b棒中电流大小是
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在倾角为θ的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨PQ、MN,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.有两根质量分别为m1和m2的金属棒a、b,先将a棒垂直于导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直于导轨放置,此刻起a、c做匀速运动而b静止,a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计,则( )
A. 物块c的质量是(m1+m2)sinθ
B. b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C. b棒放上导轨后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的电能
D. b棒放上导轨后,b棒中电流大小是
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