(多选)如图所示,接有灯泡L(阻值为R)的平行金属导轨(间距为l,电阻忽略不计)水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。在外力F的作用下,一电阻可忽略的导体杆与两导轨良好接触并在P、Q两位置间做往复运动。从杆通过O位置,并沿OP方向运动时开始计时,其运动的速度-时间关系为 ,则下列说法中正确的是
A. 杆中电流与时间的关系为
B. 杆所受安培力与时间的关系为
C. 杆克服安培力做功的功率与时间的关系为
D. 杆运动一个周期,回路中产生的焦耳热为
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(多选)如图所示,接有灯泡L(阻值为R)的平行金属导轨(间距为l,电阻忽略不计)水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。在外力F的作用下,一电阻可忽略的导体杆与两导轨良好接触并在P、Q两位置间做往复运动。从杆通过O位置,并沿OP方向运动时开始计时,其运动的速度-时间关系为 ,则下列说法中正确的是
A. 杆中电流与时间的关系为
B. 杆所受安培力与时间的关系为
C. 杆克服安培力做功的功率与时间的关系为
D. 杆运动一个周期,回路中产生的焦耳热为
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如图1所示,两根与水平面成角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为,导轨底端接有阻值为的电阻R,导轨的电阻忽略不计整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度现有一质量为、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为的物体相连,细绳与导轨平面平行将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触取重力加速度求:
(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图象如图2所示,请根据图中的数据计算出此时的;
(4)改变磁感应强度的大小为,,其他条件不变,请在坐标图2上画出相应的图线,并请说明图线与M轴的交点的物理意义.
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如图所示,光滑平行足够长的金属导轨MN、PQ,间距为d,与水平地面成θ角放置,Q端接地。阻值为R的电阻接在M、P间,导轨电阻忽略不计。匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度为B。质量为m,电阻为r的导体棒垂直于轨道,由静止释放,下滑距离s时,速度为v。重力加速度为g。求:
⑴电阻R中的最大电流I和方向;
⑵导体棒速度为v 时,M点的电势;
⑶从释放到导体棒速度为v的过程中,导体棒中产生的热量Q。
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如图甲,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距为d ,右端通过导线与阻值为R的小灯泡L连接,在面积为S的CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间变化如图乙,在t=0时,一阻值为R的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动,当t=t0时恰好运动到CD位置,并开始在磁场中匀速运动.求:
(1)0~t0时间内通过小灯泡的电流
(2)金属棒在磁场中运动速度的大小
(3)金属棒的质量m
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如图所示,平行光滑导轨MN和M′N′置于水平面内,导轨间距为l,电阻可以忽略不计。导轨的左端通过电阻忽略不计的导线接一阻值为R的定值电阻。金属棒ab垂直于导轨放置,其阻值也为R。导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。当金属棒ab在导轨上以某一速度向右做匀速滑动时,定值电阻R两端的电压为U。
(1)判断M和M′哪端电势高?
(2)求金属棒ab在导轨上滑动速度的大小。
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如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接。导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆.导轨的电阻均忽略不计,匀强磁场垂直导轨平面向下。用于导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终做匀速速度。当改变拉力的大小时,金属杆做匀速运动时的速度v也会变化,v和F的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.金属杆的匀速运动之前做匀加速直线运动
B.流过电阻R的电流方向为
C.由图像可以得出B、L、R三者的关系式为
D.当恒力时,电阻R消耗的最大电功率为
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如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接。导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆、导轨的电阻均忽略不计,匀强磁场垂直导轨平面向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图乙所示。下列说法正确的是
A.金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动
B.流过电阻R的电流方向为a→R→b
C.由图像可以得出B、L、R三者的关系式为
D.当恒力F=3N时,电阻R上消耗的最大电功率为8W
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(18分)如图所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为0.5的电阻R,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=1T。现有一质量为m=0.2 kg、电阻为0.5的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5 kg的物体相连,细绳与导轨平面平行。将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2 m后开始做匀速运动。运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触。(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图像如图所示,请根据图中的数据计算出此时的B1;
改变磁感应强度的大小为B2,B2=2B1,其他条件不变,请在坐标图上画出相应的v—M图线,并请说明图线与M轴的交点的物理意义。
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