如图所示,两根平行金属导轨相距l=1m,左右两边金属导轨相连,左边倾角为θ=37°的金属导轨底端连接一阻值R1=2Ω的电阻,左侧斜面上宽度x2=2m内有垂直于斜面向下的B=3T的匀强磁场,右边斜面光滑,倾角为α=53°,在左边斜面上GN以下区域摩擦因数μ=0.1,GN以上部分光滑,ab距离磁场下边界HI的距离x1=2.5m,质量m=5kg,电阻r=1Ω的导体棒和右边斜面上质量M=5kg的物体通过顶端的光滑轻质绝缘细绳平行于斜面相连处于静止状态,左右斜面顶端通过导线和R2=2Ω的电阻相连,现由静止释放ab、ab处磁场变化GN前已经匀速运动,求:
(1)导体棒进入HI时的速度;
(2)导体棒在磁场中向上匀速运动时R1消耗的电功率
(3)导体棒处GN瞬间细线断裂,ab返回磁场,离开磁场边界HI前已经匀速,求导体棒从GN到HI的时间。
高三物理解答题中等难度题
如图所示,两根平行金属导轨相距l=1m,左右两边金属导轨相连,左边倾角为θ=37°的金属导轨底端连接一阻值R1=2Ω的电阻,左侧斜面上宽度x2=2m内有垂直于斜面向下的B=3T的匀强磁场,右边斜面光滑,倾角为α=53°,在左边斜面上GN以下区域摩擦因数μ=0.1,GN以上部分光滑,ab距离磁场下边界HI的距离x1=2.5m,质量m=5kg,电阻r=1Ω的导体棒和右边斜面上质量M=5kg的物体通过顶端的光滑轻质绝缘细绳平行于斜面相连处于静止状态,左右斜面顶端通过导线和R2=2Ω的电阻相连,现由静止释放ab、ab处磁场变化GN前已经匀速运动,求:
(1)导体棒进入HI时的速度;
(2)导体棒在磁场中向上匀速运动时R1消耗的电功率
(3)导体棒处GN瞬间细线断裂,ab返回磁场,离开磁场边界HI前已经匀速,求导体棒从GN到HI的时间。
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如图所示,左右两边分别有两根平行金属导轨相距为L,左导轨与水平面夹30°角,右导轨与水平面夹60°角,左右导轨上端用导线连接。导轨空间内存在匀强磁场,左边的导轨处在方向沿左导轨平面向下,磁感应强度大小为B的磁场中。右边的导轨处在垂直于右导轨斜向上,磁感应强度大小也为B的磁场中。质量均为m的导杆ab和cd垂直导轨分别放于左右两侧导轨上,已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为μ=,回路电阻恒为R,若同时无初速释放两导杆,发现cd沿右导轨下滑距离时,ab杆才开始运动。(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
(1)试求ab杆刚要开始运动时cd棒的速度
(2)以上过程中,回路中共产生多少焦耳热?
(3)cd棒的最终速度为多少?
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如图所示,左右两边分别有两根平行金属导轨相距为L,左导轨与水平面夹30°角,右导轨与水平面夹60°角,左右导轨上端用导线连接。导轨空间内存在匀强磁场,左边的导轨处在方向沿左导轨平面斜向下,磁感应强度大小为B的磁场中。右边的导轨处在垂直于右导轨斜向上,磁感应强度大小也为B的磁场中。质量均为m的导杆ab和cd垂直导轨分别放于左右两侧导轨上,已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为μ=,回路电阻恒为R,若同时无初速释放两导杆,发现cd沿右导轨下滑s距离时,ab杆才开始运动。(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
(1)试求ab杆刚要开始运动时cd棒的速度v
(2)以上过程中,回路中共产生多少焦耳热;
(3)cd棒的最终速度为多少
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如图甲所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 L=1m,导轨平 面与水平面的夹角θ=37°,下端连接阻值 R=1Ω的电阻;质量 m=1kg、阻值 r=1Ω的匀质金属棒 cd 放在两导轨上,到导轨最下端的距离L1=1m,棒与导轨 垂直并保持良好接触,与导轨间的动摩擦因数μ=0.9。整个装置处于与导轨平面 垂直(向上为正)的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。认 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知在 0~1.0s 内,金属棒 cd 保持静止,取 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求 0~1.0s 内通过金属棒 cd 的电荷量;
(2)求 t=1.1s 时刻,金属棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;
(3)1.2s 后,对金属棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F,使金属棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的匀加速运动,请写出拉力 F 随时间 t′(从施加 F 时开 始计时)变化的关系式。
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如图甲所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 L=1m,导轨平 面与水平面的夹角θ=37°,下端连接阻值 R=1Ω的电阻;质量 m=1kg、阻值 r=1Ω的匀质金属棒 cd 放在两导轨上,到导轨最下端的距离L1=1m,棒与导轨 垂直并保持良好接触,与导轨间的动摩擦因数μ=0.9。整个装置处于与导轨平面 垂直(向上为正)的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。认 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知在 0~1.0s 内,金属棒 cd 保持静止,取 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求 0~1.0s 内通过金属棒 cd 的电荷量;
(2)求 t=1.1s 时刻,金属棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;
(3)1.2s 后,对金属棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F,使金属棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的匀加速运动,请写出拉力 F 随时间 t′(从施加 F 时开 始计时)变化的关系式。
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如图甲所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 L=1m,导轨平 面与水平面的夹角θ=37°,下端连接阻值 R=1Ω的电阻;质量 m=1kg、阻值 r=1Ω的匀质金属棒 cd 放在两导轨上,到导轨最下端的距离L1=1m,棒与导轨 垂直并保持良好接触,与导轨间的动摩擦因数μ=0.9。整个装置处于与导轨平面 垂直(向上为正)的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。认 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知在 0~1.0s 内,金属棒 cd 保持静止,取 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求 0~1.0s 内通过金属棒 cd 的电荷量;
(2)求 t=1.1s 时刻,金属棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;
(3)1.2s 后,对金属棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F,使金属棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的匀加速运动,请写出拉力 F 随时间 t′(从施加 F 时开 始计时)变化的关系式。
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如图甲所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 L=1m,导轨平 面与水平面的夹角θ=37°,下端连接阻值 R=1Ω的电阻;质量 m=1kg、阻值 r=1Ω的匀质金属棒 cd 放在两导轨上,到导轨最下端的距离L1=1m,棒与导轨 垂直并保持良好接触,与导轨间的动摩擦因数μ=0.9。整个装置处于与导轨平面 垂直(向上为正)的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。认 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知在 0~1.0s 内,金属棒 cd 保持静止,取 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求 0~1.0s 内通过金属棒 cd 的电荷量;
(2)求 t=1.1s 时刻,金属棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;
(3)1.2s 后,对金属棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F,使金属棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的匀加速运动,请写出拉力 F 随时间 t′(从施加 F 时开 始计时)变化的关系式。
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(10分) 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m, 导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
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两根相距为L=1m的足够长的金属导轨如图所示放置,一组导轨水平,另一组平行导轨与水平面成37°角,拐角处连接一阻值为R=1Ω的电阻。质量均为m=1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计,两杆的电阻均为R=1Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B=1T,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,静止的cd杆所受摩擦力为最大静摩擦力,方向沿斜面向下。求此拉力的功率。(重力加速度g=10m/s2. 可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
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