高三物理解答题中等难度题
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如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨相距l,其中水平部分位于同一水平面内,倾斜部分为一倾角为θ的斜面,倾斜导轨与水平导轨平滑连接.在水平导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.两长度均为l的金属棒ab、cd垂直导轨且接触良好,分别置于倾斜和水平轨道上,ab距水平轨道面高度为h.ab、cd质量分别为2m和m,电阻分别为r和2r.由静止释放ab棒,导轨电阻不计.重力加速度为g,不计两金属棒之间的相互作用,两金属棒始终没有相碰.求:
(1)ab棒刚进入水平轨道时cd棒的电流I;
(2)两金属棒产生的总热量Q;
(3)通过cd棒的电量q.
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如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨,相距L=0.2m,左侧轨道的倾斜角θ=30°,右侧轨道为圆弧线,轨道端点间接有电阻R=1.5Ω,轨道中间部分水平,在MP、NQ间有距离为d=0.8m,宽与导轨间距相等的方向竖直向下的匀强磁场。磁感应强度B随时间变化如图乙所示。一质量为m=10g、导轨间电阻为r=1.0Ω的导体棒a从t=0时刻无初速释放,初始位置与水平轨道间的高度差H=0.8m。另一与a棒完全相同的导体棒b静置于磁场外的水平轨道上,靠近磁场左边界PM。a棒下滑后平滑进入水平轨道(转角处无机械能损失),并与b棒发生碰撞而粘合在一起,此后作为一个整体运动。导体棒始终与导轨垂直并接触良好,轨道的电阻和电感不计,g取10m/s2。求:
(1)a导体棒进入磁场前瞬间速度大小和a导体棒从释放到进入磁场前瞬间过程中所用的时间
(2)粘合导体棒刚进入磁场瞬间受到的安培力大小
(3)粘合导体棒最终静止的位置离PM的距离
(4)全过程电阻R上产生的焦耳热
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如图所示,水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距,电阻均为R、质量均为m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是( )
A. 回路中的最大电流为
B. 铜棒b的最大加速度为
C. 铜棒b获得的最大速度为
D. 回路中产生的总焦耳热为
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如图所示,水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距,电阻均为R、质量均为m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是( )
A.回路中的最大电流为
B.铜棒b的最大加速度为
C.铜棒b获得的最大速度为
D.回路中产生的总焦耳热为
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两相互平行且足够长的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内,相距0.4m,左端接有平行板电容器,板间距离为0.2m,右端接滑动变阻器R 。水平匀强磁场磁感应强度为10T,垂直于导轨所在平面,整个装置均处于上述匀强磁场中。导体棒CD两端与导轨挂接,在整个运动过程中与金属导轨始终垂直且接触良好,金属棒CD的电阻为1Ω,其他电阻及摩擦均不计。现在用与金属导轨平行,大小为2N的恒力F使棒从静止开始向右运动。已知R的最大阻值为4Ω,g=10m/s2。则:
(1)滑动变阻器阻值取不同值时,导体棒处于稳定状态时拉力的功率不一样,求导体棒处于稳定状态时拉力的最大功率;
(2)当滑动触头位于最下端且导体棒处于稳定状态时,一个带电小球从平行板电容器左侧,以某一速度沿两板的正中间且平行于两极板从左边射入后,在两极板间恰好做匀速直线运动;当滑动触头在滑动变阻器中点且导体棒处于稳定状态时,该带电小球以同样的方式和速度射入,小球在两极板间恰好做匀速圆周运动,则小球的速度为多大?小球做圆周运动的半径为多大?
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如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为0.9kg的金属棒垂直导轨方向放置。导轨间距为0.5m。当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s2的加速度,
求:(1)磁场的磁感应强度B。
(2)导棒与水平导轨间的滑动摩擦系数μ。
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