如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计).现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则( )
A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M
B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s
C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变
D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和
高一物理选择题中等难度题
如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计).现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则( )
A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M
B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s
C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变
D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和
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如图所示,固定的竖直光滑U型金属导轨,间距为L,上端接有阻值为R的电阻,处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上,导轨的电阻忽略不计。初始时刻,弹簧处于伸长状态,其伸长量为,此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是( )
A. 初始时刻导体棒受到的安培力大小
B. 初始时刻导体棒加速度的大小
C. 导体棒往复运动,最终静止时弹簧处于压缩状态
D. 导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热
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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:
(1)5s末时电阻上消耗的电功率;
(2)5s末时外力的功率.
(3)若杆最终以8m/s的速度作匀速运动,此时闭合电键S,射线源Q释放的粒子经加速电场C加速后从孔对着圆心进入半径的固定圆筒中(筒壁上的小孔只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为的匀强磁场。粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从孔背离圆心射出,忽略粒子进入加速电场的初速度,若粒子质量,电量,则磁感应强度多大?若不计碰撞时间,粒子在圆筒内运动的总时间多大?
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如图甲所示,电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R=2Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放,金属杆ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平,已知金属杆ab进入磁场时的速度v0=1m/s,下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示,g取10m/s2,则( )
A. 匀强磁场的磁感应强度为2T
B. 金属杆ab下落0.3m时的速度为1m/s
C. 金属杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J
D. 金属杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C
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如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平成角的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计。
求:(1)若导轨光滑,电源电动势E多大时能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为,且不通电时导体不能静止在导轨上,则要使杆静止在导轨上,求电源的电动势的范围?
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如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l =0.40m,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻,导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求:
(1)通过电阻R的电流I的大小及方向;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热QR。
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(2014•菏泽一模)如图所示,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,导轨间距为L=1m,其右端连接有定值电阻R=2Ω,整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中.一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下,在导轨上由静止开始向左运动,运动中金属棒始终与导轨垂直.导轨及金属棒的电阻不计,下列说法正确的是( )
A.产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b
B.金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C.金属棒的最大加速度为5m/s2
D.水平拉力的最大功率为200W
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如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4 -0.2t)T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则:
A. t = 1s时,金属杆中感应电流方向从C至D
B. t = 3s时,金属杆中感应电流方向从D至C
C. t = 1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1N
D. t = 3s时,金属杆对挡板H的压力大小为l.2N
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如图所示,有一倾斜光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距L=0.5m,电阻不计,在两导轨间接有R=3Ω的电阻. 在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为d=0.4m的匀强磁场,B=2T.一质量为m=0.08kg,电阻为r=2Ω的导体棒从距磁场上边缘d=0.4m处由静止释放,运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好,取g=10m/s2.求:
(1) 导体棒进入磁场上边缘的速度v;
(2) 导体棒通过磁场区域的过程中,通过导体棒的电量q;
(3) 导体棒通过磁场区域的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.
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