如图所示,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5Ω,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3.
高二物理简答题困难题
如图,水平面内有一光滑金属导轨QPMN,MP边长度为d=3m、阻值为R=1.5Ω,且MP与PQ垂直,与MN的夹角为135°,MN、PQ边的电阻不计.将质量m=2kg、电阻不计的足够长直导体棒放置在导轨上,并与MP平行,棒与MN、PQ交点E、F间的距离L=4m,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.在外力作用下,棒由EF处以初速度v0=3m/s向右做直线运动,运动过程中回路的电流强度始终不变。求
(1)棒在EF处所受的安培力的功率P
(2)棒由EF处向右移动距离2m所需的时间△t;
(3)棒由EF处向右移动2s的过程中,外力做功W。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5Ω,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3.
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图,水平面内有一不计电阻的光滑金属导轨,MP间接阻值R=2.0的电阻,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于0.1m。将质量m=0.10kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=0.4m。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动。
(1)若初速度v1=3.0m/s,求棒在GH处所受安培力的功率P;
(2)若初速度v2=2.0m/s,且此时棒的加速度a=1.0m/s2,方向向左。求此时的外力F;
(3)若初速度v3=1.0m/s,且运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。求棒向左移动距离0.2m所需时间t及该过程外力所做的功。
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如图所示,两条平行的光滑金属导轨间距为10cm,导轨平面与水平面夹角为45°,上端连接的定值电阻阻值为1.5Ω,电源电动势为3V(内阻不计),质量为20g的导体棒ab放在金属导轨上,且与导轨垂直。整个装置处在方向垂直于导体棒的匀强磁场(图中未画出)中,已知重力加速度g取10m/s2,不计导轨和导体棒的电阻。若使导体棒静止不动,关于磁场的磁感应强度最小值Bm,和与之相对应的磁场方向(顺着导体棒从a向b看),以下说法正确的是( )
A. Bmin=T,水平向左
B. Bmin=0.4T,水平向左
C. Bmin=T,垂直斜面向上
D. Bmin=0.1T垂直斜面向上
高二物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图(a)所示,水平面内有一光滑金属导轨,ac边的电阻为R,其他电阻均不计,ab与ac夹角为135°,cd与ac垂直.将质量为m的长直导体棒搁在导轨上,并与ac平行.棒与ab、cd交点G、H间的距离为L0,空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B.在外力作用下,棒由GH处以初速度v0向右做直线运动.其速度的倒数随位移x变化的关系如图(b)所示.在棒运动L0到MN处的过程中
A. 导体棒做匀变速直线运动 B. 导体棒运动的时间为
C. 流过导体棒的电流不变 D. 外力做功为
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图(a)所示,水平面内有一光滑金属导轨,ac边的电阻为R,其他电阻均不计,ab与ac角夹角为135°,cd与ac垂直。将质量为m的长直导体棒搁在导轨上。并与ac平行。棒与ab、cd交点G、H间的距离为L0,空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B.在外力作用下,棒由GH处以初速度v0向右做直线运动。其速度的倒数随位移x变化的关系如图(b)所示。在棒运动L0到MN处的过程中( )
A. 导体棒做匀变速直线运动
B. 导体棒运动的时间为
C. 流过导体棒的电流大小不变
D. 外力做功为
高二物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2Kg、阻值r=0.5Ω的金属棒放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2求:
(1)当t=1s时,棒受到安培力F安的大小和方向;
(2)当t=1s时,棒受到外力F的大小和方向;
(3)4s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2m,求棒下滑该距离过程中通过金属棒横截面的电荷量q.
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如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小为2.0T。现由静止释放金属棒,金属棒在下滑过程中始终与框架垂直,g=10m/s2求:
(1)金属棒沿光滑平行金属导轨运行的最大速度
(2)当金属棒速度为4m/s时,金属棒的加速度是多少?
(3)若从静止释放到金属棒速度达到最大这一过程中电阻R上产生焦耳热是0.75J,则金属棒沿金属框架下滑的距离是多少?
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示,两根足够长,电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面的夹角为37°,下端接有阻值为1.5Ω的电阻R。虚线MN下侧有与导轨平面垂直、磁感应强度大小为0.4T的匀强磁场。现将金属棒ab从MN上方某处垂直导轨由静止释放,金属棒运动过程中始终与导轨保持良好接触,已知金属棒接入电路的有效阻值为0.5Ω,金属棒运动的速度-时间图像如图乙所示,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g10m/s2,下列判断正确的是
A. 金属棒的质量为0.2kg
B. 0~5s内系统产生的热量为20J
C. 0~5s内通过电阻R的电荷量为5C
D. 金属棒匀速运动时,ab两端的电压为1V
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg,阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一个匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示,为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2。求:
(1)当t=2s时,通过ab棒的感应电流的大小与方向;
(2)当t=3s时,ab棒所受的安培力的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s内外力F随时间变化的图象(规定F方向沿斜面向上为正)。
要求写出必要的分析与计算过程。
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