如图甲所示,间距L=1m、电阻不计的平行导轨固定在斜面上,倾角 =37°,导轨下端与R=2的电阻相连,空间存在范围足够大的匀强磁场,若规定竖直向下为磁感应强度的正方向,则磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示,长L=1m、电阻r=1的导体棒在距导轨底端d=1m的位置始终保持静止状态,已知t=1s时导体棒与导轨间的摩擦力为0,t=3s时导体棒与导轨间的静摩擦力恰好达到最大值,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 回路中的感应电动势为3.75V
B. 导体棒的质量为0.5kg
C. 在前3s内,导体棒与导轨间的摩擦力一定先减小后增大
D. 在前3s内,导体棒所受摩擦力的方向先沿导轨向下后沿导轨向上
高三物理多选题中等难度题
如图甲所示,间距L=1m、电阻不计的平行导轨固定在斜面上,倾角 =37°,导轨下端与R=2的电阻相连,空间存在范围足够大的匀强磁场,若规定竖直向下为磁感应强度的正方向,则磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示,长L=1m、电阻r=1的导体棒在距导轨底端d=1m的位置始终保持静止状态,已知t=1s时导体棒与导轨间的摩擦力为0,t=3s时导体棒与导轨间的静摩擦力恰好达到最大值,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 回路中的感应电动势为3.75V
B. 导体棒的质量为0.5kg
C. 在前3s内,导体棒与导轨间的摩擦力一定先减小后增大
D. 在前3s内,导体棒所受摩擦力的方向先沿导轨向下后沿导轨向上
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如图所示,固定且足够长的平行光滑金属导轨EF、PQ所在平面的倾角 ,导轨的下端E、P之间接有R=1Ω的定值电阻,导轨间距L=1m,导轨的电阻不计,导轨上垂直于导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=1T,在虚线下方的导轨上放一垂直于导轨的金属棒ab,金属棒ab的质量m=1kg,有效电阻r=0.5Ω,长度也为L=1m,将金属棒ab与绕过导轨上端的定滑轮的细线连接,定滑轮与金属棒ab间的细线与导轨平行,细线的另一端吊着一个重物,重物的质量也为m=1kg,释放重物,细线带着金属棒ab向上运动,金属棒ab运动过程中,始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,开始时金属棒ab到虚线的距离s=0.5m,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)金属棒ab刚进入磁场时的速度;
(2)金属棒ab刚进入磁场时的加速度;
(3)金属棒ab在磁场中做匀速运动时的速度。
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如图,固定在水平桌面上的“∠”型平行导轨足够长,间距L=1m,电阻不计。倾斜导轨的倾角θ=53º,并与R=2Ω的定值电阻相连。整个导轨置于磁感应强度B=5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中。金属棒ab、cd的阻值为R1=R2=2Ω,cd棒质量m=1kg。ab与导轨间摩擦不计,cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让ab棒从导轨上某处由静止释放,当它滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动。
(1)求此时通过ab棒的电流;
(2)求导体棒cd消耗的热功率与ab棒克服安培力做功的功率之比;
(3)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,则ab棒质量应小于多少?
(4)假如cd棒与导轨间的动摩擦因数可以改变,则当动摩擦因数满足什么条件时,无论ab棒质量多大、从多高位置释放,cd棒始终不动?
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如图,固定在水平桌面上的“∠”型平行导轨足够长,间距L=1m,电阻不计。倾斜导轨的倾角θ=53º,并与R=2Ω的定值电阻相连。整个导轨置于磁感应强度B=5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中。金属棒ab、cd的阻值为R1=R2=2Ω,ab棒、cd棒的质量分别是m1=2.5kg,m2=1kg。ab与导轨间摩擦不计,cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让ab棒从导轨上某处由静止释放,当它滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动。(cos53°=0.6,sin53°=0.8,g=10m/s2)
(1)求此时通过ab棒的电流大小及方向;
(2)若这段时间内电阻R产生的焦耳热Q=2J,求ab棒下滑的距离;
(3)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,则ab棒质量应小于多少?
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如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,两导轨间距L=1m,导轨的电阻可忽略,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量m=1kg、电阻r=0.2Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好.整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.自图示位置起,杆ab受到大小为F=0.5v+2(式中v为杆ab运动的速度,力F的单位为N)、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻R的电流随时间均匀增大.g取10m/s2,sin37°=0.6.
(1)求电阻的阻值R;
(2)金属杆ab自静止开始下滑,通过位移x=1m时电阻R产生的焦耳热Q1=0.8J,求所需的时间t和该过程中拉力F做的功WF。
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如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在与水平面夹角为370的斜面上,两导轨间距为l=1m,下端接有R=3Ω的电阻,导轨的电阻忽略不计;一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω(导轨间部分)的导体杆垂直静置与两导轨上,并与两导轨接触良好;整个装置处于磁感应强度大小B=2T、 垂直于导轨平面向上的匀强磁场中;现用平行于斜面向上的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动;重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8;求导体杆的加速度大小和导体杆与导轨间的动摩擦因数μ。
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如图所示,电阻不计的“”型足够长且平行的导轨,间距,导轨倾斜部分的倾角,并与定值电阻R相连,整个空间存在着、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场。金属棒、的阻值,棒质量,棒光滑,与导轨间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,,求:
(1)棒由静止释放,当滑至某一位置时,棒恰好开始滑动,求这一时刻棒中的电流;
(2)若棒无论从多高的位置释放,棒都不动,分析质量应满足的条件;
(3)若棒与导轨间的动摩擦因数,棒无论质量多大、从多高位置释放,棒始终不动,求棒与导轨间的动摩擦因数应满足的条件。
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