如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;
(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式.
高一物理简答题困难题
如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;
(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式.
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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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(2014•禅城区一模)如图所示,足够长的光滑导轨倾斜放置,导轨宽度为L,其下端与电阻R连结,导体棒ab电阻为r,导轨和导线电阻不计,匀强磁场竖直向上.若导体棒ab以一定初速度v0下滑,则棒ab( )
A.所受安培力方向水平向右
B.可能以速度v0匀速下滑
C.刚下滑瞬间产生的感应电动势为BLv0
D.减少的重力势能等于电阻R产生的内能
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如图所示,ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨,与水平面的夹角为θ=30°,导轨电阻不计,ac间连接有一个R=2.4Ω的电阻.空间存在磁感应强度B0=2T的匀强磁场,方向垂直于导轨平面向上.将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处,金属棒的质量m=0.5kg,电阻r=0.8Ω.现将金属棒由静止释放,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好.已知当金属棒从初始位置向下滑行x=1.6m到达MN处时已经达到稳定速度,金属导轨足够长,g取10m/s2.则:
(1)金属棒的稳定速度是多少?
(2)金属棒从释放到运动至MN处的过程中,忽略电流变化引起的电磁辐射损失,电阻R上产生的焦耳热是多少?
(3)若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0,从此时刻开始,为使金属棒中不产生感应电流,可让磁感应强度按一定规律变化.试写出磁感强度B随时间t变化的表达式.
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某工厂车间通过图示装置把货物运送到二楼仓库,AB为水平传送带,CD为倾角、长的倾斜轨道,AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接,DE为半径的光滑圆弧轨道,CD与DE在D点相切,OE为竖直半径,FG为二楼仓库地面(足够长且与E点在同一高度),所有轨道在同一竖直平面内。当传送带以恒定速率运行时,把一质量的货物(可视为质点)由静止放入传送带的A端,货物恰好能滑入二楼仓库,已知货物与传送带、倾斜轨道及二楼仓库地面间的动摩擦因数均为,取、、,求:
(1)货物在二楼仓库地面滑行的距离;
(2)传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能。
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如图所示,足够长的光滑水平轨道的右边圆滑连接一个足够长的光滑倾斜轨道,在水平轨道的右侧放置一个质量为m2的小木块B,B的左侧固定连接一个轻弹簧。质量为m1的小木块A以初速度v0向B迎面撞来,压缩弹簧后又被弹簧弹开,此过程在水平轨道上完成,求:
(1)在弹簧压缩过程中最大的弹性势能EP;
(2)若碰后A、B不再发生二次碰撞,则两木块的质量应满足什么关系?
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如图所示,光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接,BC的长度可忽略不计,C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑,进入半圆型轨道CD。已知半圆型轨道半径R=0.2m,A点与轨道最低点的高度差h=0.8m,不计空气阻力,小物块可以看作质点,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)小物块运动到C点时速度的大小;
(2)小物块运动到C点时,对半圆型轨道压力的大小;
(3)若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D,求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。
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如图所示,光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接,BC的长度可忽略不计,C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑,进入半圆型轨道CD。已知半圆型轨道半径R=0.2m,A点与轨道最低点的高度差h=0.8m,不计空气阻力,小物块可以看作质点,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)小物块运动到C点时速度的大小;
(2)小物块运动到C点时,对半圆型轨道压力的大小;
(3)若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D,求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。
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为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=53°,长为L1=7.5m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与足够长的光滑水平轨道BC相连,然后在C处连接一个竖直的光滑圆轨道.如图所示.高为h=0.8m光滑的平台上有一根轻质弹簧,一端被固定在左面的墙上,另一端通过一个可视为质点的质量m=1kg的小球紧压弹簧,现由静止释放小球,物块离开台面时已离开弹簧,到达A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知小物块与AB间的动摩擦因数为μ=0.5.g取10m/s2,sin53°=0.8.求:
(1)弹簧被压缩时的弹性势能;
(2)小球到达C点时速度vC的大小;
(3)小球浸入圆轨道后,要使小球不脱离轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件.
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