将电源、开关、导体棒与足够长的光滑平行金属导轨连接成闭合回路,整个回路水平放置,俯视图如图所示,虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。已知磁感应强度为B,电源电动势为E、内阻为r。导体棒的质量为m,电阻为r,长度恰好等于导轨间的宽度L,且与导轨间接触良好,不计金属轨道的电阻。
(1)求闭合开关瞬间导体棒的加速度的大小a;
(2)分析说明开关闭合后,导体棒的运动过程,并求导体棒最终的速度大小v;
(3)当导体棒的速度从0增加到v1的过程中,通过导体棒的电量为q,求此过程中导体棒产生的焦耳热Q。
(1)求闭合开关瞬间导体棒的加速度的大小a;
(2)分析说明开关闭合后,导体棒的运动过程,并求导体棒最终的速度大小v;
(3)当导体棒的速度从0增加到v1的过程中,通过导体棒的电量为q,求此过程中导体棒产生的焦耳热Q。
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北京市第十二中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题(已下线)专题13 计算专题:电磁感应、交变电流、变压器-【好题汇编】2022-2023学年高二下学期期末物理试题分类汇编(北京专用)
更新时间:2023-07-09 15:59:34
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名校
【推荐1】如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨水平放置,相距为L,电阻不计,其间连接一阻值为R的电阻和一理想电压表,导轨处在匀强磁场中,磁感应强度为B,方向与导轨平面垂直。当电阻为r的金属棒MN在水平拉力的作用下向右做匀速运动时,电压表读数为U,求:
(1)回路中的感应电流I的大小
(2)金属棒运动的速度v的大小;
(3)金属棒所受拉力F的大小,以及拉力的功率P。
(1)回路中的感应电流I的大小
(2)金属棒运动的速度v的大小;
(3)金属棒所受拉力F的大小,以及拉力的功率P。
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名校
【推荐2】如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触。现杆在水平向右、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离d时,速度恰好达到稳定状态(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,不计一切摩擦。试求:
(1)导体杆达到稳定状态时,ab杆的速度大小;
(2)导体杆从静止开始沿导轨运动距离d的过程中电阻R产生的热量。
(1)导体杆达到稳定状态时,ab杆的速度大小;
(2)导体杆从静止开始沿导轨运动距离d的过程中电阻R产生的热量。
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适中
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【推荐3】如图所示,在倾角为θ=37°的斜面上,沿下滑方向固定两条足够长的光滑平行金属导轨,导轨间的距离为l=0.1m,导轨下端与一阻值为R=0.08Ω的电阻相连,在空间存在垂直与导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T。将一质量为m=0.005kg的金属棒ab从导轨顶端静止释放,金属棒接入电路的电阻为r=0.02Ω,金属棒在导轨上下滑一段时间达到最大速度vm,运动全程金属棒始终与导轨垂直。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)金属棒速度最大时的加速度a;
(2)金属棒的最大速度大小vm;
(3)金属棒达到最大速度后,电阻R上消耗的功率PR。
(1)金属棒速度最大时的加速度a;
(2)金属棒的最大速度大小vm;
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适中
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【推荐1】如图,质量均为、电阻均为R的导体棒a、b,通过长为l的绝缘轻杆连接形成“工”字形工件,工件开始时锁定在宽为l的竖直导轨上,导轨下方接有内阻为R的电流表。“工”字形工件以初速度下落,下落l后进入宽为、磁感应强度大小为B、方向垂直导轨向里的匀强磁场,棒b第一次穿过磁场时速度减少了一半,之后经过t时间工件穿过磁场,继续下落一段距离(大于l)与发生弹性碰撞,之后工件与反复弹性碰撞,最终恰好不进入磁场。已知重力加速度为g,工件始终与导轨接触良好,不计一切阻力和导轨电阻,求:
(1)工件运动过程中电流表的最大示数;
(2)整个过程中回路产生的焦耳热;
(3)工件第一次穿过磁场时电流表有示数的时间。
(1)工件运动过程中电流表的最大示数;
(2)整个过程中回路产生的焦耳热;
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【推荐2】如图,POQ是折成60°角且固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,,整个装置处在足够大的匀强磁场中。已知匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度随时间变化规律为,规定垂直于轨道平面向里为磁场正方向。从0时刻起,一质量为1kg、长为L、电阻为、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置。从后磁感应强度保持不变,接下来将导体棒解除锁定,导体棒在匀强磁场中由静止开始向下运动,下滑至导轨末端PQ位置离开导轨,此时导体棒的速度为,离开导轨前导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度为,求:
(1)导体棒下滑至导轨末端时的加速度大小;
(2)导体棒解除锁定后运动过程中产生的焦耳热。
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适中
(0.65)
【推荐3】如图所示,MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端连接定值电阻R,质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场.现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点,不计其它电阻和摩擦,ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好,取g=10m/s2,求:
(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v;
(2)电阻R产生的焦耳热Q.
(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v;
(2)电阻R产生的焦耳热Q.
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