高三物理解答题中等难度题
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(10分)如图所示,平行导轨MN和PQ相距0.5m,电阻可忽略.其水平部分是粗糙的,置于0.60T竖直向上的匀强磁场中,倾斜部分是光滑的,该处没有磁场.导线a和b质量均为0.20kg,电阻均为0.15,a、b相距足够远,b放在水平导轨上.a从斜轨上高0.050m处无初速释放.求:
(1)回路的最大感应电流是多少?
(2)如果导线与导轨间的动摩擦因数-0.10,当导线b的速率达到最大值时,导线a的加速度是多少?
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。质量均为m=0.04kg、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。质量为M=0.20kg的物体C,用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线及滑轮质量不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角=37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4。重力加速度g=10m/s2,水平导轨足够长,导体棒cd运动过程中始终不离开倾斜导轨。物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,求这一运动过程中:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物体C能达到的最大速度是多少?
(2)由于摩擦产生的内能与电流产生的内能各为多少?
(3)若当棒ab、cd达到最大速度的瞬间,连接导体棒ab、cd及物体C的绝缘细线突然同时断裂,且ab棒也刚好进入到水平导轨的更加粗糙部分(ab棒与水平导轨间的动摩擦因数变为=0.6)。若从绝缘细线断裂到ab棒速度减小为零的过程中ab棒向右发生的位移x=0.11m,求这一过程所经历的时间?
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下,质量均为m=40g,电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。质量为M=200g的物体C,用绝缘细线绕 过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接,细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线与滑轮质量不计,已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度,水平导轨足够长,导体棒cd运动中始终不离开倾斜导轨,物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,试求这一运动过程中:():
(1)物体C能达到的最大速度;
(2)系统产生的内能是多少?
(3)连接cd棒的细线对cd棒做的功是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)设C达到最大速度为,由法拉第电磁感应定律可得回路的感应电动势为①
由欧姆定律可得回路中的电流强度为②
金属导体棒ab、cd受到的安培力为F=BIL③
线中张力为,导体棒ab、cd及物体C的受力如图,
由平衡条件可得:
④
联立①②③④解得
(2)系统在该过程中产生的内能为,由能的转化和守恒定律可得⑥,联立⑤⑥将h=1m代入可得⑦
(3)运动过程中由于摩擦产生的内能
由第二问的计算结果可知,这一过程由电流产生的内能
又因为ab棒、cd棒的电阻相等,故电流通过cd棒产生的内能
对导体棒cd,设这一过程中细线对其做的功为W,则由能的转化和守恒定律可得⑧
联立⑤⑦⑧可得W=0.84J
点睛:本题考查了导体棒在磁场中的运动问题,要知道在不同时刻导体棒切割磁感线产生的电动势如果计算,也要会用能量守恒求焦耳热,
【题型】解答题
【结束】
12
下列说法正确的是__________
A.花粉颗粒在水中做布朗运动,反应了花粉分子在不停的做无规则运动
B.外界对气体做正功,气体的内能不一定增加
C.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距
D.第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
E.晶体熔化过程中,分子的平均动能保持不变,分子势能增大
高三物理填空题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨,左侧水平,右侧倾斜且与水平部分平滑连接并成α=30°夹角,两导轨间距为L=0.5m,左端接有电阻R=0.5Ω,其余电阻不计。水平部分空间内有竖直向上的匀强磁场B1=0.5T,斜面部分有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场B2.质量为m=0.2kg的导体棒CD,与导轨接触良好且始终垂直于导轨。给棒CD沿斜面向下的初速度v0=2m/s后,棒匀速下滑,经时间△t=1s进入水平部分。(g=10m/s2)求:
(1)B2的大小;
(2)进入水平部分后,棒CD的电流方向和安培力方向,并从速度、加速度两个角度描述导体棒CD进入水平部分后的运动情况;
(3)棒CD从开始到最终停止,电阻R上产生的热量Q;
(4)棒CD进入水平部分瞬间加速度a的大小和方向;若要让棒进入水平部分后,加速度保持不变,需在棒上加一个水平外力F,直至棒离开水平面,从棒进入水平部分开始计时,请写出力F与时间t的表达式,并标明F的方向及t的取值范围。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
两平行且电阻不计的金属导轨相距L=1m,金属导轨由水平和倾斜两部分(均足够长)良好对接,倾斜部分与水平方向的夹角为37°,整个装置处在竖直向上、磁感应强度B=2T的匀强磁场中。长度也为1m的金属棒ab和cd垂直导轨跨搁,且与导轨良好接触,质量均为0.2kg,电阻分别为R1=2Ω,R2=4Ω。 ab置于导轨的水平部分,与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,cd置于导轨的倾斜部分,导轨倾斜部分光滑。从t=0时刻起, ab棒在水平且垂直于ab棒的外力F1的作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,金属棒cd在力F2的作用下保持静止, F2平行于倾斜导轨平面且垂直于金属杆cd。当t1=4s时, ab棒消耗的电功率为2.88W。已知sin37°=0.6, cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1) ab棒做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)求t2=8s时作用在cd棒上的F2;
(3)改变F1的作用规律,使ab棒运动的位移x与速度v。满足: x=2v,要求cd仍然要保持静止状态。求ab棒从静止开始运动x=4m的过程中,作用在ab棒上的力F1所做的功(结果可用分数表示).
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,宽为L的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接,右端接阻值为R的电阻c,矩形区域MNPQ内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在倾斜部分同一高度h处放置两根细金属棒a和b,由静止先后释放,a离开磁场时b恰好进入磁场,a在水平导轨上运动的总距离为s。a、b质量均为m,电阻均为R,与水平导轨间的动摩擦因数均为μ,与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计,重力加速度为g。则整个运动过程中
A. a棒中的电流方向会发生改变 B. a棒两端的最大电压为
C. 电阻c消耗的电功率一直减小 D. 电阻c产生的焦耳热为
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,宽为L的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接,右端接阻值为R的电阻c,矩形区域MNPQ内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在倾斜部分同一高度h处放置两根细金属棒a和b,由静止先后释放,a离开磁场时b恰好进入磁场,a在水平导轨上运动的总距离为s。a、b质量均为m,电阻均为R,与水平导轨间的动摩擦因数均为μ,与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计,重力加速度为g。则整个运动过程中
A. a棒中的电流方向会发生改变 B. a棒两端的最大电压为
C. 电阻c消耗的电功率一直减小 D. 电阻c产生的焦耳热为
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