如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成30°角固定放置,导轨间距为1m,导轨所在平面有磁感应强度大小为100T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,导轨的上端M与P间接有电容为200F的电容器。质量为1kg的金属棒b垂直放置在导轨上,对金属棒施加一沿导轨平面向下、大小为10N的恒力F作用,使其由静止开始运动。不计导轨和金属棒的电阻,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是
A. 金属棒先做变加速运动,后做匀速运动
B. 金属棒运动过程中通过其电流方向从b到,大小恒定为0.1A
C. 金属棒由静止开始运动至t=1s时电容器所带电荷量为10C
D. 金属棒由静止开始运动至t=1s时电容器储存的电场能为25J
高三物理多选题中等难度题
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成30°角固定放置,导轨间距为1m,导轨所在平面有磁感应强度大小为100T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,导轨的上端M与P间接有电容为200F的电容器。质量为1kg的金属棒b垂直放置在导轨上,对金属棒施加一沿导轨平面向下、大小为10N的恒力F作用,使其由静止开始运动。不计导轨和金属棒的电阻,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是
A. 金属棒先做变加速运动,后做匀速运动
B. 金属棒运动过程中通过其电流方向从b到,大小恒定为0.1A
C. 金属棒由静止开始运动至t=1s时电容器所带电荷量为10C
D. 金属棒由静止开始运动至t=1s时电容器储存的电场能为25J
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MM,PQ倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角,两导轨间距,底端NQ两点连接的电阻,匀强磁场方向垂直于导轨所在平面斜向上,磁感应强度大小为。质量,阻值的导体棒垂直于导轨放置,在平行于导轨平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动,速度。撤去拉力F后,导体棒沿导轨继续运动后速度减为零。运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好, ,导轨电阻不计。求:
(1)拉力F的大小;
(2)撤去拉力F后导体棒上升的过程中电阻R中产生的焦耳热Q和通过的电量。
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如图所示,两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻.一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r.在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为g.
(1)若金属棒以速度v0做匀速运动,求棒受到的拉力大小F1;
(2)若金属棒在水平拉力F2作用下,棒运动的速度v随时间t按余弦规律变化,如图乙所示,取水平向右为正方向,从t=0时刻开始到第一次运动到最右端时的距离为x.求此过程中通过电阻R的电荷量q;
(3)在(2)的情况下,求t=0到tT的过程中,整个回路产生的热量Q以及拉力F2做的功W.
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如图所示,足够长的光滑金属导轨ab、cd平行放置且与水平面成=30角固定,间距为=0.5m,电阻可忽略不计。阻值为R0的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的上端。整个装置处于磁感应强度大小为B=lT的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放,金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好。改变电阻箱的阻值R,可测得金属棒的最大速度,经多次测量得到的关系图象如图乙所示(取g=l0)。
(1)试求出金属棒的质量m和定值电阻R0的阻值;
(2)当电阻箱阻值R=2时,金属棒的加速度为a=2.0,求此时金属棒的速度。
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如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量、的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd, cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,
(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;
(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。
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如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量、的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd, cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,
(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;
(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。
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如图所示,两条足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置,导轨电阻不计,其间距为L=2m。在两导轨之间有磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场,其方向垂直导轨所在的竖直面水平向外。金属棒ab的质量为m1=2kg,金属棒cd的质量为m2=1kg,ab和cd都与导轨垂直放置,且其长度刚好都和导轨宽度相同,ab和cd的电阻之和为R=1Ω。开始时使ab和cd都静止。当ab棒在竖直面向上的外力作用下,以加速度大小为a1=1m/s2沿两导轨所在的竖直面向上开始做匀加速运动的同时,cd棒也由静止释放。ab棒和cd棒在运动过程中始终和导轨垂直,且和导轨接触良好。重力加速度为g=10m/s2。试求:
(1)当cd棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的加速度大小为a2=2m/s2时,作用在ab棒上的外力大小和回路中的总电功率;
(2)当cd棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的速度最大时,作用在ab棒上的外力大小和回路中的总电功率。
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如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨电阻忽略不计,间距为L。两根质量均为m的金属杆甲、乙均在导轨上滑动且与导轨保持垂直,甲、乙的电阻均为R,t=0时刻在导轨上静止。用一根轻绳绕过光滑定滑轮后沿两导轨的中线与甲连接,并在下端挂一个质量为M的物体,将M释放后,当它下落距离为h时(未落地),甲的速度v1,乙的速度v2,求
(1).此过程中整个电路产生的电热为多少?此过程所用时间?
(2).求M下落距离为h时甲、乙与导轨组成的闭合回路的总电功率
(3).闭合回路最终的稳定电流多大?
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如图所示,足够长的“U”形光滑固定金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ=30°,其中导轨MN与导轨PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直;现使导体棒ab由静止开始沿导轨下滑并开始计时(t=0), 下滑过程中ab与两导轨始终保持垂直且良好接触,t时刻ab的速度大小为v;已知ab棒接入电路的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,则( )
A. 在时间t内,ab可能做匀加速直线运动
B. t时刻ab的加速度大小为
C. 若在时间t内ab下滑的距离为s,则此过程中通过ab某一横截面的电荷量为
D. 若在时间t内ab下滑的距离为s,则此过程中该电路产生的焦耳热为
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两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的轻弹簧下端 ,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直,如图11所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a → b
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
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