高三物理解答题中等难度题
如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°固定放置,导轨间连接一阻值为4Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=0.5m。导体棒a的质量为ma=0.6kg,电阻Ra=4Ω;导体棒b的质量为mb=0.2kg,电阻Rb=12Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场(g取10m/s2,sin53°=0.8,且不计a、b之间电流的相互作用)。求:
(1)在整个过程中,a、b两导体棒分别克服安培力做的功;
(2)在a穿越磁场的过程中,a、b两导体棒上产生的焦耳热之比;
(3)在穿越磁场的过程中,a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比;
(4)M点和N点之间的距离。
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如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角固定放置,导轨间连接一阻值为6 Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场.导体棒a的质量为ma=0.4 kg,电阻Ra=3 Ω;导体棒b的质量为mb=0.1 kg,电阻Rb=6 Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.a、b从开始相距L0=0.5 m处同时由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场,(g取10 m/s2,不计a、b中电流的相互作用,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:
(1)a穿过磁场时通过a的电流和b穿过磁场时通过b的电流的比值;
(2)a、b两导体棒分别匀速穿过磁场时的速度大小之比;
(3)整个过程中产生的总焦耳热.
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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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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的关系如图乙所示。下列说法正确的是
A.金属杆在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a→R→b
C.由图像可以得出B、L、R三者的关系式为
D.当恒力F=3N时,电阻R上消耗的最大电功率为8W
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如图所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行固定放置,导轨间距为L=2m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=0.5T.现有一长度也为L、质量为m=0.4kg、电阻不计的金属棒用轻质细绳通过光滑轻质滑轮与质量为M=0.8kg的物体相连,滑轮与金属棒之间的细绳与导轨平面平行.将金属棒与物体M由静止释放,棒沿导轨运动一段距离后以速度做匀速直线运动,运动过程中,棒与两导轨始终保持垂直接触,不计空气阻力.(取重力加速度g=10)
(1)求金属棒匀速运动时的速度大小;
(2)当棒的速度为0.5时,求棒的加速度大小.
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