如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、长为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置,且始终与导轨接触良好。金属导轨的上端连接一个阻值也为R的定值电阻。现闭合开关K,给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F=2mg的恒力,使金属棒由静止开始运动。若金属棒上滑距离s时,金属棒开始匀速运动,则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程,下列说法中正确的是(重力加速度为g)
A. 金属棒的末速度为
B. 金属棒的最大加速度为1.4g
C. 通过金属棒的电荷量为
D. 定值电阻上产生的焦耳热为
高三物理多选题中等难度题
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、长为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置,且始终与导轨接触良好。金属导轨的上端连接一个阻值也为R的定值电阻。现闭合开关K,给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F=2mg的恒力,使金属棒由静止开始运动。若金属棒上滑距离s时,金属棒开始匀速运动,则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程,下列说法中正确的是(重力加速度为g)
A. 金属棒的末速度为
B. 金属棒的最大加速度为1.4g
C. 通过金属棒的电荷量为
D. 定值电阻上产生的焦耳热为
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如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角,导轨电阻不计,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。长为L的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量m、电阻为R。两金属导轨的上端连接一个电阻,其阻值也为R。现闭合开关K ,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=2mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大,最大速度vm。(重力加速度为g, sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)求金属棒刚开始运动时加速度大小;
(2)求匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)求金属棒由静止开始上滑2s的过程中,金属棒上产生的电热Q1
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(12分)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值vm.求:
(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热.
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(15分) 如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ, N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上,杆ab由静止释放,下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g,导轨电阻不计,杆与导轨接触良好。求:
⑴杆ab下滑的最大加速度;
⑵杆ab下滑的最大速度;
⑶上述过程中,杆上产生的热量。
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如图(a)所示,两根足够长的平行光滑导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角为α,导轨电阻不计,整个导轨放在垂直导轨平面向上的匀强磁场中。长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m。两金属导轨的上端与右端的电路连接,R是阻值可调的电阻箱,其最大值远大于金属棒的电阻值。将金属棒由静止释放,当R取不同的值时,金属棒沿导轨下滑会达到不同的最大速度vm,其对应的关系图像如图(b)所示,图中v0、R0为已知,重力加速度取g。请完成下列问题:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多少?
(2)金属棒的电阻值为多少?
(3)当R=R0时,由静止释放金属棒,在金属棒加速运动的整个过程中,通过R的电量为q,求在这个过程中R上产生的热量为多少?
(4)R取不同值时,R的电功率的最大值不同。有同学认为,当R= R0时R的功率会达到最大。如果你认为这种说法是正确的,请予以证明,并求出R的最大功率;如果你认为这种说法是错误的,请通过定量计算说明理由。
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