如图1所示,MN和PQ为竖直放置的两根足够长的光滑平行金属导轨,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻不计,并与导轨接触良好。整个装置处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。将导体杆ab由静止释放。求:
(1)a. 试定性说明ab杆的运动;b. ab杆下落稳定后,电阻R上的热功率。
(2)若将M和P之间的电阻R改为接一电动势为E,内阻为r的直流电源,发现杆ab由静止向上运动(始终未到达MP处),如图2所示。
a. 试定性说明ab杆的运动:b. 杆稳定运动后,电源的输出功率。
(3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图3所示。ab杆由静止释放。请推导证明杆做匀加速直线运动,并求出杆的加速度。
高二物理解答题困难题
如图1所示,MN和PQ为竖直放置的两根足够长的光滑平行金属导轨,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻不计,并与导轨接触良好。整个装置处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。将导体杆ab由静止释放。求:
(1)a. 试定性说明ab杆的运动;b. ab杆下落稳定后,电阻R上的热功率。
(2)若将M和P之间的电阻R改为接一电动势为E,内阻为r的直流电源,发现杆ab由静止向上运动(始终未到达MP处),如图2所示。
a. 试定性说明ab杆的运动:b. 杆稳定运动后,电源的输出功率。
(3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图3所示。ab杆由静止释放。请推导证明杆做匀加速直线运动,并求出杆的加速度。
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如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距,一端通过导线与阻值为的电阻连接;导轨上放一质量为的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计,整个装置处于竖直向上的大小为的匀强磁场中,现用于导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的图像如图乙所示,(取重力加速度)求:
(1)时拉力的大小及电路的发热功率;
(2)在内,通过电阻R上的电量。
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(10分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,上端接有阻值R=0.80Ω的定值电阻,导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度5=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中,磁场的上边界如图中虚线所示,虚线下方的磁场范围足够大。一根质量m=4.0x10 2kg、电阻r=0.20Ω的金属杆从距磁场上边界h=0.20m高处,由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好,重力加速度g=10m/S2,不计空气阻力。
(1)求金属杆刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势大小;
(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小;
(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动,则金属杆在匀速下落过程中其所受重力对它做功的功率为多大?
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(10分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,上端接有阻值R=0.80Ω的定值电阻,导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度5=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中,磁场的上边界如图中虚线所示,虚线下方的磁场范围足够大。一根质量m=4.0x10 2kg、电阻r=0.20Ω的金属杆从距磁场上边界h=0.20m高处,由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好,重力加速度g=10m/S2,不计空气阻力。
(1)求金属杆刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势大小;
(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小;
(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动,则金属杆在匀速下落过程中其所受重力对它做功的功率为多大?
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水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下,用与平轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆从静止开始运动,电压表的读数发生变化,但最终将会保持某一数值U恒定不变;当作用在金属杆上的拉力变为另一个恒定值时,电压表的读数最终相应地会保持另一个恒定值不变,U与F的关系如图乙。若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,金属杆的电阻r=0.5Ω。(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)磁感应强度B;
(2)当F=2.5N时,金属杆最终匀速运动的速度;
(3)在上述(2)情况中,当金属杆匀速运动时,撤去拉力F,此后电阻R上总共产生的热量。
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水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下,用与平轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆从静止开始运动,电压表的读数发生变化,但最终将会保持某一数值U恒定不变;当作用在金属杆上的拉力变为另一个恒定值时,电压表的读数最终相应地会保持另一个恒定值不变,U与F的关系如图乙。若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,金属杆的电阻r=0.5Ω。(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)磁感应强度B;
(2)当F=2.5N时,金属杆最终匀速运动的速度;
(3)在上述(2)情况中,当金属杆匀速运动时,撤去拉力F,此后电阻R上总共产生的热量。
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如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨和,两导轨间距为,电阻均可忽略不计.在和之间接有阻值为的定值电阻,导体杆的质量为、电阻,并与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中.导体杆在水平向右的拉力作用下,沿导轨做速度的匀速直线运动.求:
()感应电动势的大小
()回路中感应电流的大小、方向(写逆时针或顺时针)
()求外力做功的功率
()若导体棒匀速运动后突然撤去拉力,求导体棒从零时刻至静止过程中电阻上产生的焦耳热.
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如图1所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。
(1)当ab杆刚好具有初速度v0时,求此时ab杆两端的电压U,a、b两端哪端电势高;
(2)请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间变化规律的图象;
(3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图3所示。同样给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况,并推导证明杆稳定后的速度为。
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如图1所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。
(1)当ab杆刚好具有初速度v0时,求此时ab杆两端的电压U;a、b两端哪端电势高;
(2)请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间t变化规律的图象;
(3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图3所示。同样给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况。
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水平向上足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图所示),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力大小时,相对应的匀速运动速度也会变化,和F的关系如图所示.(取重力加速度)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若,,;磁感应强度B为多大?
(3)由v–F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
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