如图所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距离为L,仅在虚线MN以下的空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直导轨面向里,导轨上端跨接一定值电阻R,质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒的电阻不计,将金属棒从导轨O处由静止释放,刚进入磁场时速度为v,到达磁场中P处时金属棒开始做匀速直线运动,O点和P点到MN的距离相等,求:
(1)求金属棒刚进入在磁场时所受安培力F1的大小;
(2)求金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生多少热量?
高二物理计算题中等难度题
如图所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距离为L,仅在虚线MN以下的空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直导轨面向里,导轨上端跨接一定值电阻R,质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒的电阻不计,将金属棒从导轨O处由静止释放,刚进入磁场时速度为v,到达磁场中P处时金属棒开始做匀速直线运动,O点和P点到MN的距离相等,求:
(1)求金属棒刚进入在磁场时所受安培力F1的大小;
(2)求金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生多少热量?
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,光滑的水平平行金属导轨间距为 L,导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导 轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,轻质导体棒 ab 垂直导轨放置,导体棒 ab 的电阻为 r,与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻,其阻值为 R,轻质导体棒中间系一轻细线,细 线通过定滑轮悬挂质量为 m 的物体,现从静止释放该物体,当物体速度达到最大时,下落的高度为 h, 在本问题情景中,物体下落过程中不着地,导轨足够长,忽略空气阻力和一切摩擦阻力,重力加速度 为 g。求:
(1)物体下落过程的最大速度 vm;
(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中,电阻 R 上产生的电热 Q;
(3)物体从静止开始下落至速度达到最大时,所需的时间 t。
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如图所示,光滑的水平平行金属导轨间距为 L,导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导 轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,轻质导体棒 ab 垂直导轨放置,导体棒 ab 的电阻为 r,与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻,其阻值为 R,轻质导体棒中间系一轻细线,细 线通过定滑轮悬挂质量为 m 的物体,现从静止释放该物体,当物体速度达到最大时,下落的高度为 h, 在本问题情景中,物体下落过程中不着地,导轨足够长,忽略空气阻力和一切摩擦阻力,重力加速度 为 g。求:
(1)物体下落过程的最大速度 vm;
(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中,电阻 R 上产生的电热 Q;
(3)物体从静止开始下落至速度达到最大时,所需的时间 t。
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如图所示,平行金属导轨竖直放置,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直纸面向里导轨上端跨接一定值电阻R,质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒的电阻不计,将导轨从O处由静止释放,进入磁场后正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为v/2,O点和P点到MN的距离相等,求:
(1)求金属棒在磁场中所受安培力F1的大小;
(2)若已知磁场上边缘(紧靠MN)的磁感应强度为B0,求P处磁感应强度BP;
(3)在金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生多少热量?
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如图所示,平行金属导轨竖直放置,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直纸面向里,导轨上端跨接一定值电阻R,质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒的电阻不计,将金属棒从O处由静止释放,进入磁场后正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为,O点和P点到MN的距离相等,重力加速度为g.
(1)求金属棒在磁场中所受安培力F1的大小;
(2)若已知磁场上边缘(紧靠MN)的磁感应强度为B0,求P处磁感应强度BP;
(3)在金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生多少热量?
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如图所示,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨,间距为l=0.5m,导轨上端接有电阻R=1.0Ω,导轨电阻忽略不计.空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外.质量为m=0.02kg、电阻不计的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下滑,下落一定高度后以v0=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好.已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)金属杆刚进入磁场区域时的感应电流大小及方向;
(2)金属杆刚进入磁场区域时的加速度;
(3)若金属杆进入磁场区域后又下落h= 0.2m,接着以v匀速运动,求v大小及这0.2m内流过金属杆的电量。
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如图所示,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨,间距 L= 0.5m,导轨上端接有电阻R= 1.0Ω,导轨电阻忽略不计。空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场,磁感应强度大小B= 0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外。质量m= 0.02kg、电阻不计的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下滑,下落一定高度后以v0=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)金属杆刚进入磁场时的感应电流大小及方向;
(2)金属杆运动的最大速度;
(3)金属杆进入磁场区域后,下落h= 0.2m的过程中流过金属杆的电量。
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如图所示,两根互相平行的光滑金属导轨倾斜放置,导轨平面与水平面夹角为30°,导轨间距L=1 m,电阻忽略不计。垂直导轨的虚线间有一匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5 T,方向垂直导轨平面向下,磁场区域的宽度d=0.8 m。导体棒a质量ma= 0.25 kg,电阻Ra=0.5 Ω;导体棒b的质量mb= 0.05 kg,电阻Rb=1.5 Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止释放,b恰好匀速穿过磁场区域,且当b刚穿出磁场时a正好进入磁场,重力加速度g=10 m/s2,不计a、b棒之间的相互作用,导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好,求:
(1)b棒刚进入磁场时的速度大小;
(2)a棒刚进入磁场时两端的电压;
(3)为保持a棒以进入时的加速度做匀加速运动,需对a棒施加平行于导轨向下的外力F作用,求F随时间t的变化关系。
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如图所示,相距为L的两根足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量均为m、电阻均为R的两根相同的导体棒PQ、MN垂直导轨放置,导体棒MN初始位置左侧导轨粗糙、右侧导轨光滑。现对导体棒MN施加水平向右的恒力F,使其由静止开始运动,当导体棒MN运动的距离为x时,导体棒MN达到最大速度,该过程中导体棒PQ保持静止。导轨电阻不计,认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A. 导体棒MN沿导轨运动的最大速度为
B. 导体棒PQ与导轨之间的最大静摩擦力定为F
C. 导体栋MN从静止至达到最大速度的过程中,通过其横截面的电荷量为
D. 导体棒MN从静止至达到最大速度的过程中共上产生的热量为
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如图所示,两个电阻不计的足够长的平行金属导轨倾斜放置,倾角为 30°,导轨间距为 L=1 m,顶端用阻值为 R=8Ω的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B=1T。质量为 mA=0.1kg 的 A 导体棒在磁场中距虚线 l=2m 处,A 棒与导轨间的动摩擦因数为μA= ,质量为mB=0.2kg 的 B 导体棒在虚线处,与导轨间的动摩擦因数为μB= ,两导体棒的阻值均为 R=8Ω。将 A、B 棒同时由静止释放,A 棒到达虚线前已匀速运动,g=10 m/s2,运动过程中A、B 棒与导轨始终垂直且接触良好。求:
(1)从开始运动到 A、B 棒相碰,电路中产生的焦耳热为多少?
(2)A、B 棒相遇发生弹性碰撞(认为碰 B 后立即离开磁场),碰后瞬间 A 棒中电流大小是多少?
(3)A 棒从开始运动至到达虚线处的时间为多少?
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