如图甲所示,不计电阻的U形光滑导轨框架水平放置,框架中间有竖直方向的匀强磁场,导轨间距为1m,有一导体棒ab横放在框架上, 其质量为m=0.1kg,电阻R=4欧,现用轻绳拴住导体棒,轻绳一端通过定滑轮绕在电动机转轴上,另一端通过定滑轮与质量为M=0.3kg的物体相连,电动机的内阻为r=0.1欧,接通电路后,电压表的读数恒为U=8V,电流表的读数恒为I=1A,电动机牵引原来静止的导体棒ab在U形光滑导轨框架水平向右运动,其运动情况如图乙所示(g=10m/s2)。求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)导体棒在变速运动阶段产生的热量。
高三物理计算题极难题
如图甲所示,不计电阻的U形光滑导轨框架水平放置,框架中间有竖直方向的匀强磁场,导轨间距为1m,有一导体棒ab横放在框架上, 其质量为m=0.1kg,电阻R=4欧,现用轻绳拴住导体棒,轻绳一端通过定滑轮绕在电动机转轴上,另一端通过定滑轮与质量为M=0.3kg的物体相连,电动机的内阻为r=0.1欧,接通电路后,电压表的读数恒为U=8V,电流表的读数恒为I=1A,电动机牵引原来静止的导体棒ab在U形光滑导轨框架水平向右运动,其运动情况如图乙所示(g=10m/s2)。求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)导体棒在变速运动阶段产生的热量。
高三物理计算题极难题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,导轨间距L=0.5m,电阻不计。有界匀强磁场的上下两界面水平,间距H=1.35m,磁场方向垂直于导轨平面。两个完全相同的导体棒①、②水平置于导轨上,离磁场上边界的距离h=0.45m。每根导体棒的质量m=0.08kg、电阻R=0.3Ω。静止释放导体棒①,①进入磁场时恰好开始做匀速运动,此时再由静止释放导体棒②。求:(重力加速度g取10m/s2,导体棒与导轨始终良好接触。)
(1)导体棒①进入磁场时的速度大小v1;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)导体棒①离开磁场时的速度大小v2。
(4)分析并说明从导体棒①开始运动到导体棒②离开磁场的过程中,回路中电流的变化情况。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值R=2Ω的电阻连接,导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场。一根长l=1m、质量m=1kg、电阻τ=1Ω的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上,金属棒与导轨接触良好,金属棒在水平向右、大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求:
(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离;
(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻R产生的热量。
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如图所示,间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值R=2Ω的电阻连接,导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场。一根长l=1m、质量m=1kg、电阻τ=1Ω的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上,金属棒与导轨接触良好,金属棒在水平向右、大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求:
(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离;
(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻R产生的热量。
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如图所示,两光滑金属导轨倾斜放置,与水平面夹角为30°,到轨间距L,一质量为m的导体棒与导轨垂直放置,电源电动势恒定,不计导轨电阻。当磁场竖直向上时,导体棒恰能静止,现磁场发生变化,方向沿顺时针旋转,最终水平向右,在磁场变化的过程中,导体棒始终静止。则下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度一直减小
B. 磁感应强度先变小后变大
C. 导体棒对导轨的压力变大
D. 磁感应强度最小值为
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如图所示,间距L=1 m、电阻不计的足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨右侧接入R=2Ω的定值电阻。长L=1 m、电阻r=1 Ω、质量为m的导体棒垂直导轨放置,整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,现在导体棒上施加水平向左的拉力F,拉力F随时间变化的关系为F=,导体棒从静止开始以大小为a的加速度做匀加速直线运动,运动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。下列说法正确的是 ( )
A. 导体棒克服安培力做的功等于导体棒上产生的焦耳热
B. 质量m=0.2kg,加速度a=1.5m/s2
C. 前4s内拉力F的冲量大小为9.2N·s
D. 若4s末撤去拉力F,则拉力F撤去后定值电阻R上产生的焦耳热为3.6J
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如图所示,在水平地面上固定一光滑金属导轨,导轨间距离为L,导轨电阻不计,右端接有阻值为R的电阻,质量为m,电阻的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上,整个装置处在磁感应强度大小为B.方向竖直向下的匀强磁场中。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有一水平向右的初速度
,已知当导体棒第一次回到初始位置时,速度大小变为
,整个运动过程中导体棒始终与导体垂直并保持良好接触,弹簧的重心轴线与导轨平行,且弹簧始终处于弹性限度范围内。求:
(1)初始时刻通过电阻R的电流I的大小;
(2)导体棒第一次回到初始位置时,导体棒的加速度大小为a;
(3)导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳Q。
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如图所示,两根平行光滑的金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a和b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,,Rb=2R.。b棒放置在水平导轨上且距弯曲轨道底部Lo处,a棒在弯曲轨道上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导轨棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直,重力加速度为g。求:
(1)a棒刚进入磁场时受到的安培力?
(2)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的内能?
(3)当a、b棒运动最终稳定时,a、b棒间距?
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如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g。
(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;
(2)求最终稳定时两棒的速度大小;
(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。
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如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g。
(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;
(2)求最终稳定时两棒的速度大小;
(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。
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