如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长且电阻不计的平行金属导轨相距L,导轨平面与水平面夹角为,上端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向垂直导轨平面向下(图中未画出)。质量为m,电阻可忽略不计的金属棒放在两导轨上由静止开始释放,金属棒下滑过程中的最大速度为vm,棒与导轨始终垂直并保持良好接触,且它们之间的动摩擦因数为μ(μ<tanθ)。已知重力加速度为g,求:
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)当金属棒沿导轨下滑距离为s时,金属棒速度已达到最大值,则此过程中电阻R上产生的焦耳热为多少?
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)当金属棒沿导轨下滑距离为s时,金属棒速度已达到最大值,则此过程中电阻R上产生的焦耳热为多少?
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山东省菏泽第一中学2021-2022学年高二下学期三段考试物理试题(已下线)安徽省各地2020-2021学年高二下学期期末物理复习试题分类选编:解答题安徽省芜湖市2019-2020学年高二上学期期末质量监测物理试题
更新时间:2020-04-25 13:18:57
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【推荐1】两平行且电阻不计的金属导轨相距,金属导由水平和倾斜两部分(均足够长)良好对接,倾斜部分与水平方向的夹角为,整个装置处在竖直向上、磁感应强度的匀强磁场中.长度也为的金属棒和垂直导轨并置于导轨上,且与导轨良好接触,质量均为,电阻分别为.置于导轨的水平部分,与导轨间的动摩擦因数为,置于导轨的倾斜部分,导轨倾斜部分光滑.从时刻起,棒在水平且垂直于棒的外力的作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,金属棒在力的作用下保持静止,平行于倾斜导轨平面且垂直于金属棒.当时,棒消耗的电功率为.已知,重力加速度取.求:
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)求时作用在棒上的;
(3)改变的作用规律,使棒运动的位移与速度满足的关系,要求棒仍然要保持静止状态,求棒从静止开始运动至的过程中,作用在棒上的力所做的功(结果可用分数表示).
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)求时作用在棒上的;
(3)改变的作用规律,使棒运动的位移与速度满足的关系,要求棒仍然要保持静止状态,求棒从静止开始运动至的过程中,作用在棒上的力所做的功(结果可用分数表示).
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真题
名校
【推荐2】如图所示,固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒和长度也为、电阻均为,两棒与导轨始终接触良好.两端通过开关与电阻为的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量.图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为.的质量为,金属导轨足够长,电阻忽略不计.(1)闭合,若使保持静止,需在其上加多大的水平恒力,并指出其方向;
(2)断开,在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为的加速过程中流过的电荷量为,求该过程安培力做的功.
(2)断开,在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为的加速过程中流过的电荷量为,求该过程安培力做的功.
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(0.4)
【推荐3】如图所示,在水平地面上固定一光滑金属导轨,导轨间距离为L,导轨电阻不计,右端接有阻值为R的电阻,质量为m,电阻r=R的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上,整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有一水平向右的初速度v0,已知当导体棒第一次回到初始位置时,速度大小变为v0,整个运动过程中导体棒始终与导体垂直并保持良好接触,弹簧的重心轴线与导轨平行,且弹簧始终处于弹性限度范围内.求:
(1)初始时刻通过电阻R的电流I的大小;
(2)导体棒第一次回到初始位置时,导体棒的加速度大小为a;
(3)导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳Q。
(1)初始时刻通过电阻R的电流I的大小;
(2)导体棒第一次回到初始位置时,导体棒的加速度大小为a;
(3)导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳Q。
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【推荐1】如图所示,a、b两根完全相同的金属棒放置在倾角为θ=37°的两平行导轨上,导轨的顶端接有定值电阻R=0.4Ω和开关S(初始时开关闭合),整个导轨放在磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面向上。现在给金属棒a施加一平行于导轨向下的恒力F=0.212N,使其从t=0时刻由静止开始运动,t0=1s时,金属棒b刚好开始滑动,已知两金属棒的质量均为m=0.1kg、电阻均为r=0.4Ω、长度均为L=1m,两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ=,重力加速度为g=10 m/s2,导轨间距为L=1 m,金属棒始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6。
(1)求0~t0时间内,金属棒a下滑的位移大小;
(2)求0~t0时间内,金属棒a上产生的焦耳热;
(3)若金属棒b开始滑动的瞬间,立即断开开关S,在t1时刻,金属棒a中的电流恰好达到最大值,已知在t1~2t1时间内,金属棒a下滑的位移为s0,求这段时间内金属棒b的位移大小。
(1)求0~t0时间内,金属棒a下滑的位移大小;
(2)求0~t0时间内,金属棒a上产生的焦耳热;
(3)若金属棒b开始滑动的瞬间,立即断开开关S,在t1时刻,金属棒a中的电流恰好达到最大值,已知在t1~2t1时间内,金属棒a下滑的位移为s0,求这段时间内金属棒b的位移大小。
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【推荐2】如图所示,两光滑金属导轨,导轨电阻不计,间距d=2m,在桌面上的部分是水平的,仅在桌面上有磁感应强度B=1T、方向竖直向下的有界磁场,导轨一端接电阻R=3Ω,桌面高H=0.45m,金属杆ab质量m=0.2kg,其电阻r=1Ω,长度略大于导轨的宽度,从导轨上距桌面h=0.8m的高度处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.6m,取g=10m/s2,求:
(1)金属杆刚进入磁场时的速度大小及金属杆ab两端的电压Uab;
(2)金属杆离开磁场的速度大小及整个过程中电阻R放出的热量;
(3)磁场区域的宽度。
(1)金属杆刚进入磁场时的速度大小及金属杆ab两端的电压Uab;
(2)金属杆离开磁场的速度大小及整个过程中电阻R放出的热量;
(3)磁场区域的宽度。
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【推荐3】如图两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道间距L=0.50m.轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 =0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B =0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合.现有一质量 m =0.20kg、电阻 r =0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处.在与杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道间的动摩擦因数 μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:
①导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
②导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热
①导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
②导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热
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