如图所示,两条平行光滑导轨相距L,左端一段被弯成半径为H的 圆弧,圆弧导轨所在区域无磁场.水平导轨区域存在着竖直向上的匀强磁场B,右端连接阻值为R的定值电阻,水平导轨足够长.在圆弧导轨顶端放置一根质量为m的金属棒ab,导轨好金属棒ab的电阻不计,重力加速度为g,现让金属棒由静止开始运动,整个运动过程金属棒和导轨接触紧密.求:
(1)金属棒刚进入水平导轨时的速度
(2)金属棒刚进入磁场时通过金属棒的感应电流的大小和方向.
(3)整个过程中电阻R产生的焦耳热.
高二物理简答题中等难度题
如图所示,两条平行光滑导轨相距L,左端一段被弯成半径为H的 圆弧,圆弧导轨所在区域无磁场.水平导轨区域存在着竖直向上的匀强磁场B,右端连接阻值为R的定值电阻,水平导轨足够长.在圆弧导轨顶端放置一根质量为m的金属棒ab,导轨好金属棒ab的电阻不计,重力加速度为g,现让金属棒由静止开始运动,整个运动过程金属棒和导轨接触紧密.求:
(1)金属棒刚进入水平导轨时的速度
(2)金属棒刚进入磁场时通过金属棒的感应电流的大小和方向.
(3)整个过程中电阻R产生的焦耳热.
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如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成 半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
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如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图15(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
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如图甲所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图乙所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
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(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶若要使金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流恰好为零,各已知量之间应该满足什么关系?
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((15分)如图15甲所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图15乙所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
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如图所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间连有一段倾角为θ的光滑倾斜导轨,其下端用一光滑小圆弧与右端的水平导轨相接,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上.斜面导轨所在区域无磁场,右段水平区域存在恒定的、竖直向下的匀强磁场B2,其磁感应强度B2待求.左段水平区域存在均匀分布但随时间线性变化的、竖直向上的匀强磁场B1,其磁感应强度随时间变化的规律为,式中B0和k都是已知常数.在斜面轨道顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路.设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g.
(1)问金属棒在倾斜面轨道上滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求金属棒在倾斜轨道上滑动的时间内,回路中感应电流产生的焦耳热量;
(3)若在金属棒滑到倾斜轨道底端进入匀强磁场B2后刚好做匀速运动,求磁场的磁感应强度B2的大小.
高二物理计算题极难题查看答案及解析
如图所示,宽度为L的平行光滑的金属轨道,左端为半径为r1的四分之一圆弧轨道,右端为半径为r2的半圆轨道,中部为与它们相切的水平轨道.水平轨道所在的区域有磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场.一根质量为m的金属杆a置于水平轨道上,另一根质量为M的金属杆b由静止开始自左端轨道最高点滑下.当b滑入水平轨道某位置时,a就滑上了右端半圆轨道最高点(b始终运动且a、b未相撞),并且a在最高点对轨道的压力大小为mg,此过程中通过a的电荷量为q,a、b棒的电阻分别为R1、R2,其余部分电阻不计.在b由静止释放到a运动到右端半圆轨道最高点过程中,求:
(1)在水平轨道上运动时,b的最大加速度是多大?
(2)a刚到达右端半圆轨道最低点时b的速度是多大?
(3)自b释放到a到达右端半圆轨道最高点过程中系统产生的焦耳热是多少?
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如图所示,光滑平行金属导轨水平放置,左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的光滑圆弧导轨相接,导轨电阻均不计.导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.一根质量m=60 g、电阻R=1 Ω、长为L的导体棒ab,用长也为L的两根绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触.闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导体棒摆角最大时,细线与竖直方向的夹角θ=53°,sin 53°=0.8,g取10 m/s2,则( )
A. 磁场方向一定竖直向上
B. 运动过程中导体棒中电流是变化的
C. 导体棒在摆动过程中所受安培力F=8 N
D. 导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J
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