如图,一平行导轨静置于水平桌面上,空间中有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B, 粗糙平行导轨间距为L,导轨和阻值为R的定值电阻相连,质量为m的导体棒和导轨垂直且接触良好,导体棒的电阻为r,导体棒以初速度v0向右运动,运动距离s后停止,此过程中电阻R产生的热量为Q,导轨电阻不计,则
A. 导体棒克服安培力做的功为
B. 通过电阻R的电荷量为
C. 导体棒与导轨间产生的摩擦热为
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
高三物理多选题中等难度题
如图,一平行导轨静置于水平桌面上,空间中有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B, 粗糙平行导轨间距为L,导轨和阻值为R的定值电阻相连,质量为m的导体棒和导轨垂直且接触良好,导体棒的电阻为r,导体棒以初速度v0向右运动,运动距离s后停止,此过程中电阻R产生的热量为Q,导轨电阻不计,则
A. 导体棒克服安培力做的功为
B. 通过电阻R的电荷量为
C. 导体棒与导轨间产生的摩擦热为
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
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如图所示,两条粗糙平行导轨间距离是0.5m,水平固定放置在桌面上,导轨一部分位于有理想边界的磁场中,磁场垂直导轨平面向下,导轨与2Ω的电阻连接。质量为0. 2kg的金属杆垂直放置于导轨上,与导轨接触良好,导轨及金属杆的电阻忽略不计。在t0=0时刻,给金属杆施加一个水平向左的恒定拉力F,金属杆由静止开始运动,在t1 =l0s时,以速度vl=4m/s进入匀强磁场且恰好做匀速运动,在t2=15s时刻,撤去拉力F,与此同时磁感应强度开始逐渐减小,金属杆中不再有感应电流,金属杆匀减速运动到t3=20s时停止,下面说法正确的是
A. 拉力F=0. 08N
B. t1~t2时间内磁感应强度为0.2T
C. 回路磁通量的最大值为4Wb
D. t2~t3时间内穿过闭合回路的磁通量随时间均匀减小
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水平桌面上固定两平行导轨,导轨间距为L=0.4m,空间有一竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小未知。现有一金属棒垂直磁场置于导轨上,当棒中通I=2A的电流时,棒能在水平导轨上匀速运动,此时棒受到的摩擦力为Ff =0.2N.求:
(1)棒受到的安培力F安 的大小;
(2)磁场的磁感应强度B的大小;
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如图所示,空间存在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨,处于同一水平面内,其间距为L,导轨一端接一阻值为R的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m的导体棒,其阻值也为从零时刻开始,对ab棒施加一个水平向左的恒力F,使其从静止开始沿导轨做直线运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,所受滑动摩擦力大小始终为了F.导轨电阻不计则
A. 通过电阻R的电流方向为由N到Q
B. ab棒的最大速度为
C. 电阻R消耗的最大功率为
D. ab棒速度为时的加速度大小为
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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A.,两根平行光滑金属导轨间距L=0.5m,置于同一水平面上。导轨间接有阻值R1=1.5Ω的定值电阻。垂直于轨道的虚平面右侧充满竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。一置于轨道上的导体棒与虚平面平行,且相距s=0.32m。在水平向右外力F的作用下,导体棒由静止开始做匀加速运动,其v-t图像如图B.所示。已知导体棒的质量m=0.1kg,棒接入两导轨间的阻值r=0.5Ω。求:
(1)导体棒运动的加速度a;
(2)t1=0.3s、t2=0.5s时电压表的示数U1、U2;
(3)通过分析、计算、说明,在图C.中作出0-1.0s内水平外力F的大小随时间的变化图像。
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