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试题详情

如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

（1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；
（2）求金属杆运动的加速度；
（3）写出外力F随时间变化的表达式；
（4）求第2.5s末外力F的瞬时功率．

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试题答案

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如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

（1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；
（2）求金属杆运动的加速度；
（3）写出外力F随时间变化的表达式；
（4）求第2.5s末外力F的瞬时功率．
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如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

（1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；
（2）求金属杆运动的加速度；
（3）写出外力F随时间变化的表达式；
（4）求第2.5s末外力F的瞬时功率．
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如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L = 1m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m = 0.25kg 、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B = 0.25T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示.
（1）求导体棒运动的加速度；
（2）求第5s末外力F的瞬时功率.

高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L = 1m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m = 0.25kg 、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B = 0.25T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示.
（1）求导体棒运动的加速度；
（2）求第5s末外力F的瞬时功率.

高三物理简答题困难题查看答案及解析
如图1所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面，导轨足够长且间距L=0.5m左端接有阻值为R=4Ω的电阻，一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上，金属棒的电阻r=1Ω，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，金属棒在水平向右的外力F作用下由静止开始运动，拉力F与导体棒速率倒数关系如图2。求：
（1）v=5m/s时拉力的功率；
（2）匀强磁场的磁感应强度；
（3）若经时间t=4s导体棒达到最大速度，在这段时间内电阻R产生的热量为多大？

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示，两根足够长的光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上，两导轨间距为d＝0.2m，导轨电阻忽略不计，M、P端连接一阻值R＝1.5Ω的电阻。有一质量m＝0.08kg、阻值r＝0.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上，棒与导轨接触良好。整个装置处于一竖直向下，磁感应强度大小为B＝0.5T匀强磁场中（磁场足够大），t＝0秒时，给棒向右的初速度v＝10m/s，则：
（1）画出回路中的等效电路图，并求出棒在t＝0秒时回路中的电流大小；
（2）分析并说明棒向右过程中的运动情况；
（3）若在t＝0秒时给棒施加一水平向右的拉力F＝0.05N，求10秒内回路中产生的焦耳热。

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如图甲所示，两根粗糙足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上，两导轨间距d=2m，导轨电阻忽略不计，M、P端连接一阻值R=0.75Ω的电阻。现有一质量m=0.8kg、电阻r=0.25Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上，金属棒与电阻R的距离L=2.5m，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，下列说法正确的是（　　　　）
A. 金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电动势为2V
B. 金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电流为2A
C. 金属棒经过2.0s开始运动
D. 在0~2.0s时间内通过R的电荷量q为4C

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如图甲所示，两根粗糙足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上，两导轨间距d=2m，导轨电阻忽略不计，M、P端连接一阻值R=0.75Ω的电阻。现有一质量m=0.8kg、电阻r=0.25Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上，金属棒与电阻R的距离L=2.5m，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，下列说法正确的是（　　　　）
A. 金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电动势为2V
B. 金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电流为2A
C. 金属棒经过2.0s开始运动
D. 在0~2.0s时间内通过R的电荷量q为4C

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如图甲所示，两根粗糙足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上，两导轨间距d=2m，导轨电阻忽略不计，M、P端连接一阻值R=0.75Ω的电阻。现有一质量m=0.8kg、电阻r=0.25Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上，金属棒与电阻R的距离L=2.5m，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，下列说法正确的是（　　　　）
A. 金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电动势为2V
B. 金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电流为2A
C. 金属棒经过2.0s开始运动
D. 在0~2.0s时间内通过R的电荷量q为4C

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如图甲所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，间距为L=0.5m，一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；导轨所在位置有磁感应强度为B=1T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象．
求：（1）力F的大小；
（2）t=2s时导体棒的加速度；
（3）估算3.2s内电阻上产生的热量．

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