題目列表(包括答案和解析)
如圖1所示,平行金屬導(dǎo)軌寬度為l=0.6 m,與水平面間的傾角為=37°,導(dǎo)軌電阻不計,底端接有阻值為R=3 Ω的定值電阻,磁感強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.有一質(zhì)量為m=0.2 kg,長也為l的導(dǎo)體棒受導(dǎo)軌上兩支柱p支撐靜止在ab位置,導(dǎo)體棒的電阻為Ro=1 Ω,它與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3.導(dǎo)體棒獲得平行斜面的初速vo=10 m/s向上滑行最遠(yuǎn)至a/b/位置,所滑行距離為 s=4 m.(sin37°=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g=10 m/s2).問:
(1)把運(yùn)動導(dǎo)體棒視為電源,最大輸出功率是多少?
(2)上滑過程中導(dǎo)體棒所受的安培力做了多少功?
(3)以ab位置為零勢點(diǎn),若導(dǎo)體棒從ab上滑d=3 m過程中電阻R發(fā)出的熱量QR=2.1 J,此時導(dǎo)體棒的機(jī)械能為多大?
(4)在圖2中畫出圖線,要求能反映導(dǎo)體棒在上滑和下滑過程中機(jī)械能E隨位移x變化的大致規(guī)律.(x正方向沿斜面向上,坐標(biāo)原點(diǎn)O在ab位置)
如圖所示,兩根與水平面成=30°角的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌間距為L=1 m,導(dǎo)軌底端接有阻值為1 W 的電阻R,導(dǎo)軌的電阻忽略不計.整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.2 kg、電阻不計的金屬棒用細(xì)繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為M=0.5 kg的物體相連,細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行.將金屬棒與M由靜止釋放,棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動了2 m后開始做勻速運(yùn)動.運(yùn)動過程中,棒與導(dǎo)軌始終保持垂直接觸.(取重力加速度g=10 m/s2)求:
(1)金屬棒勻速運(yùn)動時的速度;
(2)棒從釋放到開始勻速運(yùn)動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若保持某一大小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變,取不同質(zhì)量M的物塊拉動金屬棒,測出金屬棒相應(yīng)的做勻速運(yùn)動的v值,得到實(shí)驗(yàn)圖像如圖所示,請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1;
(4)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2,B2=2B1,其他條件不變,請?jiān)谧鴺?biāo)圖上畫出相應(yīng)的v-M圖線,并請說明圖線與M軸的交點(diǎn)的物理意義.
(19分)如圖所示,兩根與水平面成θ=30°角的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌間距為L=1m,導(dǎo)軌底端接有阻值為1 W的電阻R,導(dǎo)軌的電阻忽略不計。整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.2 kg、電阻不計的金屬棒用細(xì)繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為M=0.5 kg的物體相連,細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行。將金屬棒與M由靜止釋放,棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動了2 m后開始做勻速運(yùn)動。運(yùn)動過程中,棒與導(dǎo)軌始終保持垂直接觸。(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)金屬棒勻速運(yùn)動時的速度;
(2)棒從釋放到開始勻速運(yùn)動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若保持某一大小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變,取不同質(zhì)量M的物塊拉動金屬棒,測出金屬棒相應(yīng)的做勻速運(yùn)動的v值,得到實(shí)驗(yàn)圖像如圖所示,請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1;
(4)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2,B2=2B1,其他條件不變,請?jiān)谧鴺?biāo)圖上畫出相應(yīng)的v―M圖線,并請說明圖線與M軸的交點(diǎn)的物理意義。
(18分)如圖所示,兩根與水平面成θ=30°角的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌間距為L=1m,導(dǎo)軌底端接有阻值為0.5?的電阻R,導(dǎo)軌的電阻忽略不計。整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,F(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.2 kg、電阻為0.5?的金屬棒用細(xì)繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為M=0.5 kg的物體相連,細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行。將金屬棒與M由靜止釋放,棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動了2 m后開始做勻速運(yùn)動。運(yùn)動過程中,棒與導(dǎo)軌始終保持垂直接觸。(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)金屬棒勻速運(yùn)動時的速度;
(2)棒從釋放到開始勻速運(yùn)動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若保持某一大小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變,取不同質(zhì)量M的物塊拉動金屬棒,測出金屬棒相應(yīng)的做勻速運(yùn)動的v值,得到實(shí)驗(yàn)圖像如圖所示,請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1;
改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2,B2=2B1,其他條件不變,請?jiān)谧鴺?biāo)圖上畫出相應(yīng)的v—M圖線,并請說明圖線與M軸的交點(diǎn)的物理意義。
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