如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨竖直放置,两折点连线垂直每根导轨所在竖直面,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距L=0.4 m,电阻不计。质量均为m=0.2 kg,接入导轨间的电阻均为R=0.2 Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,两金属杆与导轨间的动摩擦因数相同,整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0 T,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时刻,ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑。t=l s时,对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F,使ab开始作匀加速直线运动。cd杆运动的v-t图象如图乙所示,其中第1 s内图线为直线,虚线为t=2 s时图线的切线,与时间轴交于t=3 s。若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)金属杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)ab杆的初速度v1;
(3)若第2 s内力F所做的功为18.1 J,求第2 s内cd杆所产生的焦耳热。
高三物理简答题困难题
如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨竖直放置,两折点连线垂直每根导轨所在竖直面,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距L=0.4 m,电阻不计。质量均为m=0.2 kg,接入导轨间的电阻均为R=0.2 Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,两金属杆与导轨间的动摩擦因数相同,整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0 T,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时刻,ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑。t=l s时,对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F,使ab开始作匀加速直线运动。cd杆运动的v-t图象如图乙所示,其中第1 s内图线为直线,虚线为t=2 s时图线的切线,与时间轴交于t=3 s。若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)金属杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)ab杆的初速度v1;
(3)若第2 s内力F所做的功为18.1 J,求第2 s内cd杆所产生的焦耳热。
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如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨竖直放置,两折点连线垂直每根导轨所在竖直面,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距L=0.4 m,电阻不计。质量均为m=0.2 kg,接入导轨间的电阻均为R=0.2 Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,两金属杆与导轨间的动摩擦因数相同,整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0 T,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时刻,ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑。t=l s时,对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F,使ab开始作匀加速直线运动。cd杆运动的v-t图象如图乙所示,其中第1 s内图线为直线,虚线为t=2 s时图线的切线,与时间轴交于t=3 s。若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)金属杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)ab杆的初速度v1;
(3)若第2 s内力F所做的功为18.1 J,求第2 s内cd杆所产生的焦耳热。
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如图所示,两条足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置,导轨电阻不计,其间距为L=2m。在两导轨之间有磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场,其方向垂直导轨所在的竖直面水平向外。金属棒ab的质量为m1=2kg,金属棒cd的质量为m2=1kg,ab和cd都与导轨垂直放置,且其长度刚好都和导轨宽度相同,ab和cd的电阻之和为R=1Ω。开始时使ab和cd都静止。当ab棒在竖直面向上的外力作用下,以加速度大小为a1=1m/s2沿两导轨所在的竖直面向上开始做匀加速运动的同时,cd棒也由静止释放。ab棒和cd棒在运动过程中始终和导轨垂直,且和导轨接触良好。重力加速度为g=10m/s2。试求:
(1)当cd棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的加速度大小为a2=2m/s2时,作用在ab棒上的外力大小和回路中的总电功率;
(2)当cd棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的速度最大时,作用在ab棒上的外力大小和回路中的总电功率。
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如图所示,在竖直平面内有两根相互平行、电阻忽略不计的金属导轨(足够长),在导轨间接有阻值分别为R1,R2的两个电阻,一根质量为m的金属棒ab垂直导轨放置其上,整个装置处于垂直导轨所在平面的匀强磁场中。现让金属棒ab沿导轨由静止开始运动,若只闭合开关S1,金属棒ab下滑能达到的最大速度为;若只闭合开关S2,金属棒ab下滑高度为h时恰好达到能达到的最大速度为,重力加速度为g,求:
(1)金属棒的电阻r;
(2)金属棒ab由静止开始到达到最大速度的过程中,通过电阻R2的电荷量Q;
(3)金属棒ab由静止开始到达到最大速度所用的时间;
(4)若让金属棒ab沿导轨由静止开始运动,同时闭合开关S1、S2,金属棒ab下滑高度为时达到的最大速度为v’。试比较h与、v2与v’的大小关系。(不用推导、直接写出结果)
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如图,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,底端接电阻R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质量为m的金属棒,金属棒和导轨接触良好,除电阻R外,其余电阻不计,导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为Δ1,弹性势能为,重力加速度大小为g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,金属棒在运动过程中始终保持水平,则
A. 金属棒第一次到达A处时,其加速度方向向下
B. 当金属棒的速度最大时,弹簧的伸长量为Δ1
C. 电阻R 上产生的总热量等于mgΔl-Ep
D. 金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量与第一次上升过程的相等
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如图,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,底端接电阻R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质量为m的金属棒,金属棒和导轨接触良好,除电阻R外,其余电阻不计,导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为Δ1,弹性势能为,重力加速度大小为g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,金属棒在运动过程中始终保持水平,则
A. 金属棒第一次到达A处时,其加速度方向向下
B. 当金属棒的速度最大时,弹簧的伸长量为Δ1
C. 电阻R 上产生的总热量等于mgΔl-Ep
D. 金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量与第一次上升过程的相等
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如图,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,底端接电阻R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质量为m的金属棒,金属棒和导轨接触良好。除电阻R外,其余电阻不计。导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为Δl,弹性势能为Ep。重力加速度大小为g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,金属棒在运动过程中始终保持水平,则
A. 当金属棒的速度最大时,弹簧的伸长量为Δl
B. 电阻R上产生的总热量等于mgΔl-Ep
C. 金属棒第一次到达A处时,其加速度方向向下
D. 金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一次上升过程的多
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,顶角弯折成120°角的两根足够长光滑金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左、右两导轨平面与水平面都成300角,两导轨相距L=0.5 m,电阻不计。有理想上边界的匀强磁场分别垂直于各导轨平面向上,磁场边界垂直于导轨如图中所示虚线,磁感应强度为B=2.0T。完全相同的两根金属杆a和b分别放在左右两侧轨道上且始终与导轨垂直接触良好形成闭合回路,电阻均为R=0.5Ω。将金属杆a固定在左侧磁场的上边缘(仍在此磁场内),金属杆b从右侧磁场外距离磁场上边界处由静止释放,进入磁场后恰作匀速运动。()求:
(1)金属杆的质量m为多大?
(2)若金属杆b从磁场外距离磁场边界处由静止释放,进入磁场经过一段时间后开始匀速运动。则此过程中流过回路的电量q为0.6C,在此过程中导体棒a中产生的电热是多少?
(3)金属杆b仍然从离开磁场边界处由静止释放,在金属杆b进入磁场的同时由静止释放金属杆a,两金属杆运动了一段时间后均达到稳定状态,试求两根金属杆各自的最大速度。
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两根足够长的光滑导轨竖直放置,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轻弹簧下端 ,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直,如图11所示.除电阻R外其余电阻不计.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等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a → b
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
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