高三物理解答题中等难度题
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(18分)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef,水平放置且相距L,在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环,两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路,两金属杆质量均为m,电阻均为R,其余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F=mg拉细杆,达到匀速运动时,杆b恰好静止在圆环上某处,试求:
(1)杆做匀速运动时,回路中的感应电流,并在图中杆上标出感应电流的方向
(2)杆做匀速运动时的速度;
(3)杆b静止的位置距圆环最低点的高度。
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(16分)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—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,立即撤去销钉,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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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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足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端连接为θ=370的光滑金属导轨ge、hc,导轨相距均为=1m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆,金属杆与导轨接触良好。金属杆a、b质量均为=0.1kg,电阻Ra=2Ω、Rb=3Ω,其余电阻不计。在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2,且B1=B2=0.5T。已知t=0时起,杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动,杆在水平向右的F2作用下始终保持静止状态,且F2=0.75+0.2t (N)。(g取10m/s2)
(1)通过计算判断杆a的运动情况;
(2)从t=0时刻起,求1s内通过杆b的电量;
(3)若t=0时刻起,2s内作用在a棒上外力做功为 3.2J,则这段时间内b棒上产生的热量为多少?
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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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