如图所示,两根相同平行金属直轨道竖直放置,上端用导线接一阻值为R的定值电阻,下端固定在水平绝缘底座上.底座中央固定一根绝缘弹簧,长L质量为m的金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上.在直线MN的上方分布着垂直轨道面向里,磁感应强度为B的足够大匀强磁场.现用力压直杆ab使弹簧处于压缩状态,撤去力后直杆ab被弹起,脱离弹簧后以速度为v1穿过直线MN,在磁场中上升高度h时到达最高点.随后直杆ab向下运动,离开磁场前做匀速直线运动.已知直杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的k倍(k<1),回路中除定值电阻外不计其它一切电阻,重動加速度为g.求:
(1)杆ab向下运动离开磁场时的速度v2;
(2)杆ab在磁场中上升过程经历的时间t.
高三物理解答题简单题
如图所示,两根相同平行金属直轨道竖直放置,上端用导线接一阻值为R的定值电阻,下端固定在水平绝缘底座上.底座中央固定一根绝缘弹簧,长L质量为m的金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上.在直线MN的上方分布着垂直轨道面向里,磁感应强度为B的足够大匀强磁场.现用力压直杆ab使弹簧处于压缩状态,撤去力后直杆ab被弹起,脱离弹簧后以速度为v1穿过直线MN,在磁场中上升高度h时到达最高点.随后直杆ab向下运动,离开磁场前做匀速直线运动.已知直杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的k倍(k<1),回路中除定值电阻外不计其它一切电阻,重動加速度为g.求:
(1)杆ab向下运动离开磁场时的速度v2;
(2)杆ab在磁场中上升过程经历的时间t.
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(18分)如图所示,两根相同的平行金属直轨道竖直放置,上端用导线接一定值电阻,下端固定在水平绝缘底座上。底座中央固定一根弹簧,金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上。在MNPQ之间分布着垂直轨道面向里的匀强磁场,现用力压杆使弹簧处于压缩状态,撤力后杆被弹起,脱离弹簧后进入磁场,穿过PQ后继续上升,然后再返回磁场,并能从边界MN穿出,此后不再进入磁场。杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的倍。已知杆向上运动时,刚穿过PQ时的速度是刚穿过MN时速度的一半,杆从PQ上升的最大高度(未超过轨道上端)是磁场高度的n倍;杆向下运动时,一进入磁场立即做匀速直线运动。除定值电阻外不计其它一切电阻,已知重力加速度为g。求:
(1)杆向上穿过PQ时的速度与返回PQ时的速度大小之比v1:v2;
(2)杆向上运动刚进入MN时的加速度大小a;
(3)杆向上、向下两次穿越磁场的过程中产生的电热之比Q1:Q2。
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如图所示,两根相同的平行金属直轨道竖直放置,上端用导线接一定值电阻,下端固定在水平绝缘底座上。底座中央固定一根弹簧,金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上。在MNPQ之间分布着垂直轨道面向里的匀强磁场,现用力压杆使弹簧处于压缩状态,撤力后杆被弹起,脱离弹簧后进入磁场,穿过PQ后继续上升,然后再返回磁场,并能从边界MN穿出,此后不再进入磁场。杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的倍。已知杆向上运动时,刚穿过PQ时的速度是刚穿过MN时速度的一半,杆从PQ上升的最大高度(未超过轨道上端)是磁场高度的n倍;杆向下运动时,一进入磁场立即做匀速直线运动。除定值电阻外不计其它一切电阻,已知重力加速度为g。求:
(1)杆向上穿过PQ时的速度与返回PQ时的速度大小之比v1:v2;
(2)杆向上运动刚进入MN时的加速度大小a;
(3)杆向上、向下两次穿越磁场的过程中产生的电热之比Q1:Q2。
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(14分)如图,一对平行金属板水平放置,板间距为d,上极板始终接地。长度为d/2、质量均匀的绝缘杆,上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动,下端固定一带正电的轻质小球,其电荷量为q。当两板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向00′夹角=300的位置;若两金属板在竖直平面内同时绕O、O′顺时针旋转=150至图中虚线位置时,为使杆仍在原位置静止,需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:
(1)绝缘杆所受的重力G;
(2)两板旋转后板间电压U2。
(3)在求前后两种情况中带电小球的电势能W1与W2时,某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变,电场力不做功,因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确,计算该电势能;你若认为该同学的结论错误,说明理由并求W1与W2。
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如图所示, 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端间接有阻值为=导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距,电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求:
(1)金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线中产生的热量。
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如图所示, 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端间接有阻值为=导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距,电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求:
(1)金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线中产生的热量。
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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,除电阻R外其余电阻不计,导轨所在平面与一匀强磁场垂直,静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为△l.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度小于g
B.电阻R中电流最大时,金属棒在A处下方的某个位置
C.金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg
D.从释放到金属棒最后静止的过程中,电阻R上产生的热量为mg△l
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如图所示,竖直放置的两平行带电金属板间的匀强电场中有一根质量为m的均匀绝缘杆,上端可绕轴O在竖直平面内转动,下端固定一个不计重力的点电荷A,带电量+q。当板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向成=45°的位置;若平行板以M、N为轴同时顺时针旋转=15°的角,而仍要杆静止在原位置上,则板间电压应变为U2。求:U1/U2的比值。
某同学是这样分析求解的:
两种情况中,都有力矩平衡的关系。设杆长为L,两板间距为d,当平行板旋转后,电场力就由变为,电场力对轴O的力臂也发生相应的改变,但电场力对轴O的力矩没有改变。只要列出两种情况下的力矩平衡方程,就可求解了。你觉得他的分析是否正确?如果认为是正确的,请继续解答;如果认为有错误之处,请说明理由并进行解答。
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如图所示,竖直放置的两平行带电金属板间的匀强电场中有一根质量为m的均匀绝缘杆,上端可绕轴O在竖直平面内转动,下端固定一个不计重力的点电荷A,带电量+q。当板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向成=45°的位置;若平行板以M、N为轴同时顺时针旋转=15°的角,而仍要杆静止在原位置上,则板间电压应变为U2。求:U1/U2的比值。
某同学是这样分析求解的:
两种情况中,都有力矩平衡的关系。设杆长为L,两板间距为d,当平行板旋转后,电场力就由变为,电场力对轴O的力臂也发生相应的改变,但电场力对轴O的力矩没有改变。只要列出两种情况下的力矩平衡方程,就可求解了。
你觉得他的分析是否正确?如果认为是正确的,请继续解答;如果认为有错误之处,请说明理由并进行解答。
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