足够长的两光滑水平导轨间距L=1.0m,导轨间接有R=2.5Ω的电阻和电压传感器。电阻r=0.5Ω、质量m=0.02kg的金属棒ab,在恒力F=0.5N的作用下沿导轨由静止开始滑动,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度的大小B=1.0T。
(1)请判别通过金属棒ab的电流方向;
(2)写出电压传感器两端的电压U与金属棒ab速度v的关系式;
(3)若F作用2.0m时,金属棒ab已达到最大速度,求这一过程中拉力功率的最大值及金属棒ab产生的焦耳热。
高一物理计算题困难题
足够长的两光滑水平导轨间距L=1.0m,导轨间接有R=2.5Ω的电阻和电压传感器。电阻r=0.5Ω、质量m=0.02kg的金属棒ab,在恒力F=0.5N的作用下沿导轨由静止开始滑动,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度的大小B=1.0T。
(1)请判别通过金属棒ab的电流方向;
(2)写出电压传感器两端的电压U与金属棒ab速度v的关系式;
(3)若F作用2.0m时,金属棒ab已达到最大速度,求这一过程中拉力功率的最大值及金属棒ab产生的焦耳热。
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(2014•菏泽一模)如图所示,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,导轨间距为L=1m,其右端连接有定值电阻R=2Ω,整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中.一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下,在导轨上由静止开始向左运动,运动中金属棒始终与导轨垂直.导轨及金属棒的电阻不计,下列说法正确的是( )
A.产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b
B.金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C.金属棒的最大加速度为5m/s2
D.水平拉力的最大功率为200W
高一物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l =0.40m,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻,导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求:
(1)通过电阻R的电流I的大小及方向;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热QR。
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如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻R=1Ω,质量为m=1kg,长度为l=1m的金属杆置于导轨上,t=0时,金属杆在水平向右,大小为F=2N的恒定拉力作用下由静止开始运动,时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B=0.5T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动,杆与导轨的电阻忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的滑动摩擦力为f=1N,重力加速度大小为。求:
(1)未进入磁场前,金属杆做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)金属杆在磁场中运动时产生的电动势大小;
(3)金属杆进入磁场后所受安培力的大小。
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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:
(1)5s末时电阻上消耗的电功率;
(2)5s末时外力的功率.
(3)若杆最终以8m/s的速度作匀速运动,此时闭合电键S,射线源Q释放的粒子经加速电场C加速后从孔对着圆心进入半径的固定圆筒中(筒壁上的小孔只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为的匀强磁场。粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从孔背离圆心射出,忽略粒子进入加速电场的初速度,若粒子质量,电量,则磁感应强度多大?若不计碰撞时间,粒子在圆筒内运动的总时间多大?
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如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计).现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则( )
A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M
B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s
C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变
D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和
高一物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆AB放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让AB杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由B向A方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出AB杆下滑过程中某时刻的受力示意图.
(2)在加速下滑过程中,当AB杆的速度大小为v时,求此时AB杆中的电流及其加速度的大小.
(3)求在下滑过程中,AB杆可以达到的速度最大值.
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如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为l.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小.
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如图所示,有一倾斜光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距L=0.5m,电阻不计,在两导轨间接有R=3Ω的电阻. 在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为d=0.4m的匀强磁场,B=2T.一质量为m=0.08kg,电阻为r=2Ω的导体棒从距磁场上边缘d=0.4m处由静止释放,运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好,取g=10m/s2.求:
(1) 导体棒进入磁场上边缘的速度v;
(2) 导体棒通过磁场区域的过程中,通过导体棒的电量q;
(3) 导体棒通过磁场区域的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.
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如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角,其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )
A. 加速度为 B. 下滑的位移为
C. 产生的焦耳热为 D. 受到的最大安培力为
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