如图所示,两根平行金属导轨相距L,上端接有直流电源,电源电动势为E,内阻为r,导轨的倾斜部分与水平面成θ角,水平部分右端与阻值为R的电阻相连。倾斜部分存在垂直斜面向上的匀强磁场,水平部分存在垂直水平面向下的匀强磁场,两部分磁场的磁感应强度大小相等。倾斜导轨与水平导轨光滑连接,金属棒a与导轨接触良好,质量为m,电阻也为R。金属导轨固定不动且电阻不计。不计一切摩擦。导轨的倾斜部分和水平部分都足够长。求:
(1)开关闭合时,金属棒a恰能处于静止状态,求匀强磁场磁感应强度的大小?
(2)断开开关,从静止释放金属棒a,在金属棒a进入水平轨道后,电路中产生的最大焦耳热为多少?
高二物理计算题中等难度题
如图所示,两根平行金属导轨相距L,上端接有直流电源,电源电动势为E,内阻为r,导轨的倾斜部分与水平面成θ角,水平部分右端与阻值为R的电阻相连。倾斜部分存在垂直斜面向上的匀强磁场,水平部分存在垂直水平面向下的匀强磁场,两部分磁场的磁感应强度大小相等。倾斜导轨与水平导轨光滑连接,金属棒a与导轨接触良好,质量为m,电阻也为R。金属导轨固定不动且电阻不计。不计一切摩擦。导轨的倾斜部分和水平部分都足够长。求:
(1)开关闭合时,金属棒a恰能处于静止状态,求匀强磁场磁感应强度的大小?
(2)断开开关,从静止释放金属棒a,在金属棒a进入水平轨道后,电路中产生的最大焦耳热为多少?
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高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两条平行的光滑金属导轨间距为10cm,导轨平面与水平面夹角为45°,上端连接的定值电阻阻值为1.5Ω,电源电动势为3V(内阻不计),质量为20g的导体棒ab放在金属导轨上,且与导轨垂直。整个装置处在方向垂直于导体棒的匀强磁场(图中未画出)中,已知重力加速度g取10m/s2,不计导轨和导体棒的电阻。若使导体棒静止不动,关于磁场的磁感应强度最小值Bm,和与之相对应的磁场方向(顺着导体棒从a向b看),以下说法正确的是( )
A. Bmin=T,水平向左
B. Bmin=0.4T,水平向左
C. Bmin=T,垂直斜面向上
D. Bmin=0.1T垂直斜面向上
高二物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两平行的粗糙金属导轨倾斜固定在匀强磁场中,并通过导线与电源相连,导轨平面与水平面的夹角为37°,磁感线方向竖直向下,磁感应强度为2T,导轨宽度为1m,电源电动势为6V,内阻为1Ω; 一质量为1kg的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好,金属棒与导轨之间的动摩擦因数为0.5,导轨、金属棒与导线电阻均忽略不计;
(1)若棒ab保持静止,且滑动变阻器电阻调节范围足够大,请作出ab棒可能的受力分析图(不用列式)
(2)要使金属棒不能向下运动,求滑动变阻器阻值的最大值(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
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如图所示,在与水平方向成角的光滑金属导轨间连一电源,电源的电动势,电源内阻和导轨电阻不计,在相距的平行导轨上放一重为的金属棒ab,其电阻,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止,求:
(1)通过棒ab的电流强度;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)ab棒对导轨的压力。
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如图,在水平面上放置着两根相距的平行金属导轨,导轨的电阻不计,在导轨的左端有滑动变阻器R、电键S、电源与导轨相连,电源电动势,内阻,导体棒长,质量,其电阻不计,与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度。现将滑动变阻器R调到,闭合电键S,导体棒刚好能处于平衡。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,)求:
(1)导体棒MN所受的安培力的大小和方向;
(2)导体棒MN与导轨的动摩擦因数;
(3)若将滑动变阻器R调到,在刚闭合电键S时导体棒MN的加速度大小。
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如图,光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成,水平部分足够长且处在竖直向下的匀强磁场中,右端接一电源(电动势为E,内阻为r). 一电阻为R的金属杆PQ水平横跨在导轨的倾斜部分,从某一高度由静止释放,金属杆PQ进入磁场后的运动过程中,速度时间图像不可能是下图中的哪一个?(导轨电阻不计)
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如图所示,两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为,设导轨足够长。导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=0.80T,与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V,内阻r=0.4Ω,水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω,两端始终与导轨接触良好,且能沿导轨无摩擦滑动,与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω,电路中其它电阻不计。当单刀双掷开关S与1接通时,导体棒刚好保持静止状态,求:
(1)磁场的方向;
(2)S与1接通时,导体棒的发热功率;
(3)当开关S与2接通后,导体棒ab在运动过程中,单位时间(1s)内扫过的最大面积。
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如图所示,在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源,电源的电动势E=9V内阻为r=0.5Ω,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N电阻值为2.5Ω的金属棒ab,金属棒ab与导轨垂直。磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止。
求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)ab棒对导轨的压力。
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