如图所示,光滑水平导轨,宽度不变,除定值电阻R外,导轨及金属棒ab的电阻均不计,在x>0的区域内有一沿x轴均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面,磁感应强度大小满足B=kx(常数k>0),ab棒由原点O点开始,在外力F作用下沿x轴做匀速运动,下列关于ab棒流过的电流I及它所受外力F随x变化的图象,正确的是
高三物理选择题中等难度题
如图所示,光滑水平导轨,宽度不变,除定值电阻R外,导轨及金属棒ab的电阻均不计,在x>0的区域内有一沿x轴均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面,磁感应强度大小满足B=kx(常数k>0),ab棒由原点O点开始,在外力F作用下沿x轴做匀速运动,下列关于ab棒流过的电流I及它所受外力F随x变化的图象,正确的是
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如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分和水平部分均光滑,二者平滑连接.右端接一个阻值为R的定值电阻.水平部分导轨左边区域有宽度为d的匀强磁场区域,磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B.质量为m、电阻也为R的金属棒从磁场区域的右边界以平行于水平导轨的初速度v0进入磁场,离开磁场后沿弯曲轨道上升h高度时速度变为零,已知金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)
A.金属棒产生的最大感应电动势为Bdv0
B.通过金属棒的电荷量为
C.克服安培力所做的功为
D.整个过程电路中产生的焦耳热为
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(17分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)
(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线.
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(18分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)
(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动.
(2)求磁感应强度B的大小.
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0- x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移v-x变化所对应的各种可能的图线.
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如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s。一质量为m、有效电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到(为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大。(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)
(1)判断该金属棒在磁场中是否做匀加速直线运动?简要说明理由;
(2)求加速度的大小和磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
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(17分)如图17所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)
(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线.
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如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,导轨上端接电阻R,宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,其宽度均为d,Ⅰ和Ⅱ之间相距为h且无磁场。一长度为L、质量为m、电阻为r的导体棒,两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好的接触,导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同,重力加速度为g。求:
(1)导体棒进入区域Ⅰ的瞬间,通过电阻R的电流大小与方向。
(2)导体棒进入区域Ⅰ的过程,电阻R上产生的热量Q.
(3)求导体棒穿过区域Ⅰ所用的时间。
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如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,导轨上端接电阻R,宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,其宽度均为d,Ⅰ和Ⅱ之间相距为h且无磁场。一长度为L、质量为m、电阻为r的导体棒,两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好的接触,导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同,重力加速度为g。求:
(1)导体棒进入区域Ⅰ的瞬间,通过电阻R的电流大小与方向。
(2)导体棒进入区域Ⅰ的过程,电阻R上产生的热量Q.
(3)求导体棒穿过区域Ⅰ所用的时间。
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(16分)如图,两根相距l=1m平行光滑长金属导轨电阻不计,被固定在绝缘水平面上,两导轨左端接有R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨垂直、方向相反的磁场,磁场宽度d相同且为0.6m,磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以m/s从边界MN进入磁场后始终作匀速运动,求:
⑴导体棒ab进入磁场B1时拉力的功率;
⑵导体棒ab经过任意一个B2区域过程中通过电阻R的电量;
⑶导体棒ab匀速运动过程中电阻R两端的电压有效值。
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