如图所示,光滑平行金属导轨相距L=30 cm,电阻不计.ab是电阻为0.3 Ω的金属棒,可沿导轨滑动.电阻R为0.1 Ω. 与导轨相连的平行金属板A、B相距d=6 cm,.全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中.当ab以速度v向右匀速运动时,一带电微粒在A、B板间做半径为r=2 cm的匀速圆周运动,速率也是v.试求速率v的大小.
高二物理解答题中等难度题
如图所示,光滑平行金属导轨相距L=30 cm,电阻不计.ab是电阻为0.3 Ω的金属棒,可沿导轨滑动.电阻R为0.1 Ω. 与导轨相连的平行金属板A、B相距d=6 cm,.全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中.当ab以速度v向右匀速运动时,一带电微粒在A、B板间做半径为r=2 cm的匀速圆周运动,速率也是v.试求速率v的大小.
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如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行光滑的金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计.在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d.当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求:
(1)电阻R中的电流强度大小和方向;
(2)使金属棒做匀速运动的外力;
(3)金属棒ab两端点间的电势差.
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨足够长且电阻不计,导轨间距l=0.5 m,左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻,一质量m=0.1 kg,电阻r=0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当通过电阻R的电荷量为q=4.5C时撤去外力,之后棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中的位移大小x;
(2)撤去外力后金属棒MN上产生的焦耳热QMN;
(3)外力做的功WF.
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨足够长且电阻不计,导轨间距l=0.5 m,左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻,一质量m=0.1 kg,电阻r=0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当通过电阻R的电荷量为q=4.5C时撤去外力,之后棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中的位移大小x;
(2)撤去外力后金属棒MN上产生的焦耳热QMN;
(3)外力做的功WF.
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨足够长且电阻不计,导轨间距l=0.5 m,左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻,一质量m=0.1 kg,电阻r=0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当通过电阻R的电荷量为q=4.5C时撤去外力,之后棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中的位移大小x;
(2)撤去外力后金属棒MN上产生的焦耳热QMN;
(3)外力做的功WF.
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如图甲所示,两根足够长的竖直光滑平行金属导轨相距L1=0.1m,导轨下端通过导线连接阻值R=0.4Ω的电阻,导轨电阻不计。一质量m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,整个装置处于垂直导轨平面向外的磁场中,取g=10m/s2。
(1)若金属棒距导轨下端L2=0.2m,磁场随时间变化的规律如图乙所示,为保持金属棒静止,试求加在金属棒中央、沿竖直方向的外力随时间变化的关系。
(2)若所加磁场的磁感应强度大小恒为B1,通过恒定功率Pm=6W的竖直向上的拉力使棒从静止开始向上运动,棒向上运动的位移随时间变化的情况如图丙所示,试求磁感应强度B1的大小和变速运动阶段在电阻R上产生的热量。
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如图所示,电阻r=0.3Ω,质量m=0.1kg的金属棒CD垂直静置在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,金属棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值R=0.5Ω的电阻。量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R的两端。垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金属棒向右移动,观察到两表的示数逐渐变大,最后两表示数稳定,其中一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏,此时导体棒的速度为v=2m/s。两电表均为理想电表。求:
(1)拉动金属棒的外力F多大?
(2)若电表读数稳定后某一时刻,撤去外力F,求此后电阻R上产生的热量是多少?
(3)在(2)的条件下,若测得通过电阻R的电量总共为0.25库仑,求此后导体棒运动的总位移多大?
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如图所示,电阻r=0.3Ω,质量m=0.1kg的金属棒CD垂直静置在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,金属棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值R=0.5Ω的电阻。量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R的两端。垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金属棒向右移动,观察到两表的示数逐渐变大,最后两表示数稳定,其中一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏,此时导体棒的速度为v=2m/s。两电表均为理想电表。求:
(1)拉动金属棒的外力F多大?
(2)若电表读数稳定后某一时刻,撤去外力F,求此后电阻R上产生的热量是多少?
(3)在(2)的条件下,若测得通过电阻R的电量总共为0.25库仑,求此后导体棒运动的总位移多大?
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如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.3m.导轨电阻忽略不计、其间连接有固定电阻R=0.4.导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示
(1)求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式
(2)求第2s末外力F的大小;
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