如图所示,两条“∧”形足够长的光滑金属导轨PME和QNF平行放置,两导轨间距L=1 m,导轨两侧均与水平面夹角α=37°,导体棒甲、乙分别放于MN两边导轨上,且与导轨垂直并接触良好。两导体棒的质量均为m=0.1 kg,电阻也均为R=1 Ω,导轨电阻不计,MN 两边分别存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=1 T。设导体棒甲、乙只在MN两边各自的导轨上运动,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。
(1)将乙导体棒固定,甲导体棒由静止释放,问甲导体棒的最大速度为多少?
(2)若甲、乙两导体棒同时由静止释放,问两导体棒的最大速度为多少?
(3)若仅把乙导体棒的质量改为m'=0.05 kg,电阻不变,在乙导体棒由静止释放的同时,让甲导体棒以初速度v0=0.8 m/s沿导轨向下运动,问在时间t=1 s内电路中产生的电能为多少?
高三物理解答题困难题
如图所示,两条“∧”形足够长的光滑金属导轨PME和QNF平行放置,两导轨间距L=1 m,导轨两侧均与水平面夹角α=37°,导体棒甲、乙分别放于MN两边导轨上,且与导轨垂直并接触良好。两导体棒的质量均为m=0.1 kg,电阻也均为R=1 Ω,导轨电阻不计,MN 两边分别存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=1 T。设导体棒甲、乙只在MN两边各自的导轨上运动,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。
(1)将乙导体棒固定,甲导体棒由静止释放,问甲导体棒的最大速度为多少?
(2)若甲、乙两导体棒同时由静止释放,问两导体棒的最大速度为多少?
(3)若仅把乙导体棒的质量改为m'=0.05 kg,电阻不变,在乙导体棒由静止释放的同时,让甲导体棒以初速度v0=0.8 m/s沿导轨向下运动,问在时间t=1 s内电路中产生的电能为多少?
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如图所示足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L,所在平面与水平面夹角分别为α=37°和β=53°导轨两侧空间均有垂直导轨平面向下的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m,长均为L,电阻均为R。运动过程中,两金属棒与导轨保持良好接触始终垂直于导轨,金属棒ef与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5,金属棒ab光滑。导轨电阻不计重力加速度大小为g,sin37°=0.6,co837°=0.8。
(1)若将棒ab锁定,静止释放棒ef,求棒ef最终运动的速度v1;
(2)若棒ef经过时间t达到第(1)问中的速度v1,求此过程中棒ef下滑的距离x;
(3)若两金属棒均光滑,同时由静止释放,试在同一图中定性画出两棒运动的v-t图线。(ab棒取沿轨道向上运动为正方向,ef棒取沿轨道向下运动为正方向)
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如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为37°,导轨间距为1m,电阻不计,导轨足够长。两根金属棒ab和以a′b′的质量都是0.2 kg,电阻都是1Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25,两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B的大小相同。让a′b固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为8W。求
(1)ab下滑的最大加速度;
(2)ab下落了30m高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q为多大?
(3)如果将ab与a′b′同时由静止释放,当ab下落了30m高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q′为多大?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc,导轨间距均为L=1 m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆,金属杆与导轨接触良好.金属杆a、b质量均为m=0.1 kg,电阻Ra=2 Ω、Rb=3 Ω,其余电阻不计.在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2,且B1=B2=0.5 T.已知从t=0时刻起,杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动,杆b在水平向右的外力F2作用下始终保持静止状态,且F2=0.75+0.2t(N).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) 求:
(1)杆b所受安培力大小与时间的关系;
(2)通过计算判断杆a的运动情况,并写出速度与时间的关系;
(3)从t=0时刻起,求1s内通过杆b的电荷量.
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如图所示,平行金属导轨OP、KM和PQ、MN相互垂直,且OP、KM与水平面间夹角为θ=37°,导轨间距均为L=1 m,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒ab和cd与导轨垂直放置且接触良好,ab的质量为M=2kg,电阻为R1=2 Ω,cd的质量为m=0.2 kg,电阻为R2=1 Ω,金属棒和导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,两个导轨平面均处在垂直于轨道平面OPKM向上的匀强磁场中。现让cd固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab沿导轨下滑x=6 m时,速度已达到稳定,此时,整个回路消耗的电功率为P=12 W。(sin370=0.6 , cos370=0.8,g 取10m/s2 )求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)ab沿导轨下滑x=6 m的过程中ab棒上产生的焦耳热Q;
(3)若将ab与cd同时由静止释放,当运动时间t=0.5s时,ab的速度vab与cd棒速度vcd的关系式。
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(12分) 如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L,导轨平面与水平面间的夹角θ,所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨和金属棒接触良好,不计导轨和金属棒ab的电阻,重力加速度为g。若在导轨的M、P两端连接阻值R的电阻,将金属棒ab由静止释放,则在下滑的过程中,金属棒ab沿导轨下滑的稳定速度为v,若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器,仍将金属棒ab由静止释放,金属棒ab下滑时间t,此过程中电容器没有被击穿,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小为多少?
(2)金属棒ab下滑ts末的速度?
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如图,在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨,它们所构成的导轨平面与水平面的夹角=37,平行导轨间距L=1.0 m。匀强磁场方向垂直于水平面向下,磁感应强度B=0.20T。两根金属杆ab与和cd可以在导轨上无擦地滑动,两金属杆的质量均为m=0.20 kg,电阻均为R=0.20Ω。若用导轨平行的拉力作用在金属杆ab摩上,使ab杆沿导轨匀速上滑,并使cd杆在导轨上保持静止,整个过程两中金属杆均与导轨垂直且接触良好。(导轨电阻忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8, g=10m/s2)求:
(1)通过金属杆的感应电流I;
(2)作用在金属杆ab上拉力的功率P。
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如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为L=0.5m,导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,M、P间接阻值为R=9Ω的电阻.匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B=2T.质量为m=0.1kg、阻值为r=1Ω的金属棒放在两导轨上,在平行于导轨的恒定拉力F=1N作用下,从静止开始向上运动.已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,导轨电阻不计,导轨和磁场足够大,重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)当金属棒的速度为2m/s2时的加速度;
(2)金属棒能获得的最大速度;
(3)若金属棒从开始运动到获得最大速度在导轨上滑行的距离是2.5m,求这一过程中R上产生的焦耳热.
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