如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计、质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形闭合回路。棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为r,整个空间存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时,一水平向左的拉力垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a。已知重力加速度为g,求:
(1)在t=t1时刻,电路中感应电动势的大小及流过PQ棒的感应电流方向;
(2)从t=0时刻开始计时,经过多长时间矩形回路中感应电流最大?最大值是多少?
(3)从t=0时刻到回路中感应电流最大的过程中,回路产生的焦耳热为Q,求拉力所做的功。
高三物理解答题中等难度题
如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上.一电阻为r,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形.棒与导轨间光滑、棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱.导轨bc段电阻为R,长为L,其他部分电阻不计.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向右,磁感应强度大小均为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a.则( )
A.F与t成反比
B.F与t2成正比
C.当t达到一定值时,QP刚好对轨道无压力
D.若F=0,PQbc静止,ef左侧磁场均匀减小,当达到一定值时,QP刚好对轨道无压力
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上.一电阻为r,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形.棒与导轨间无摩擦、棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱.导轨bc段电阻为R,长为L,其他部分电阻不计.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向右,磁感应强度大小均为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a.则( )
A. F与t2成正比
B. F和t是线性关系
C. 当t达到一定值时,QP刚好对轨道无压力
D. 若F=0,PQbc静止,ef左侧磁场均匀减小,QP可能对轨道无压力
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上.一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形.棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱.导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a.
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量.
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如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上.一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形.棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱.导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a.
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量.
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如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。
(1)求导轨刚开始运动时拉力F的大小;
(2)求导轨运动时间足够长后拉力F的渐近值及整个过程中拉力F的最大值;
(3)若某一过程中导轨动能的增加量为△Ek,导轨克服摩擦力做功为W,求回路产生的焦耳热。
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如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上.一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形.棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱.导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a.
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量.
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如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻为r,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。PQ与导轨间无摩擦、PQ左侧有两个固定于水平面的光滑立柱。导轨bc段电阻为R,长为L,其他部分电阻不计。空间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,运动中PQ对两个光滑立柱的总压力大小为,则下列选项正确的是
A.与成正比 B.与t成正比
C.F与成正比 D.F与t成正比
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(14分)如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量。
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如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计、质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形闭合回路。棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为r,整个空间存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时,一水平向左的拉力垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a。已知重力加速度为g,求:
(1)在t=t1时刻,电路中感应电动势的大小及流过PQ棒的感应电流方向;
(2)从t=0时刻开始计时,经过多长时间矩形回路中感应电流最大?最大值是多少?
(3)从t=0时刻到回路中感应电流最大的过程中,回路产生的焦耳热为Q,求拉力所做的功。
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