如下图所示,倾角为θ宽度为d长为L的光滑倾斜导轨C1D1、C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B1、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为S,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点A1A2、C1C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1 C2 D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B点,可变电阻R0应满足什么条件?
高三物理计算题中等难度题
如图所示,倾角为θ、宽度为d,长为L的光滑倾斜导轨C1D1、 C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B2、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为s,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点C1、C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为μ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1、C2D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B1、B2点,可变电阻R0应满足什么条件?
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,倾角为θ、宽度为d,长为L的光滑倾斜导轨C1D1、 C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B2、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为s,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点C1、C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为μ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1、C2D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B1、B2点,可变电阻R0应满足什么条件?
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如下图所示,倾角为θ宽度为d长为L的光滑倾斜导轨C1D1、C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B1、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为S,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点A1A2、C1C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1 C2 D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B点,可变电阻R0应满足什么条件?
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如图所示,匀强磁场竖直向上,磁感应强度为B。足够长的光滑倾斜导轨固定于磁场中,导轨宽度为L,倾角为θ,电阻不计,其下端与电阻R连接。电阻为r的导体棒ab,从导轨顶端由静止释放,ab棒始终与导轨垂直,则ab棒
A. 所受安培力方向沿导轨斜向上
B. 下滑的最大速度
C. 下滑的最大速度
D. 在达到最大速度之前,减少的重力势能大于回路中产生的电能
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,倾角为θ=30°、宽度为d=1 m、长为L=4 m的光滑倾斜导轨,导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻R0=15 Ω,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=5 T,C1A1、C2A2是长为s=4.5 m的粗糙水平轨道,A1B1、A2B2是半径为R=0.5 m处于竖直平面内的1/4光滑圆环(其中B1、B2为弹性挡板),整个轨道对称.在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m=2 kg、电阻不计的金属棒MN,当开关S闭合时,金属棒从倾斜轨道顶端静止释放,已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达到最大速度,当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S,(不考虑金属棒MN经过C1、C2处和棒与B1、B2处弹性挡板碰撞时的机械能损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为μ=0.1,g=10 m/s2).求:
(1)开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度大小;
(2)金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q;
(3)已知金属棒会多次经过圆环最低点A1A2,求金属棒经过圆环最低点A1A2时对轨道压力的最小值.
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如图所示,倾角为、宽度为、长为的光滑倾斜导轨,导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=5T,C1A1、C2A2是长为S=4.5m的粗糙水平轨道,A1B1、A2B2是半径为R=0.5m处于竖直平面内的光滑圆环(其中B1、B 2为弹性挡板),整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m=2kg、电阻不计的金属棒MN,当开关S闭合时,金属棒从倾斜轨道顶端静止释放,已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达最大速度,当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S,(不考虑金属棒MN经过接点C1、C2处和棒与B1、B2处弹性挡板碰撞时的机械能损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ=0.1,g=10m/s2)。求:
(1)开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度;
(2)金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q;
(3)当金属棒第三次经过A1A2时对轨道的压力。
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(15分)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω。质量为0.2 kg的导体棒MN垂直于导轨放置,距离顶端1m,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。先固定导体棒MN,2s后让MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光。重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6。求
(1)1s时流过小灯泡的电流大小和方向;
(2)小灯泡稳定发光时消耗的电功率;
(3)小灯泡稳定发光时导体棒MN运动的速度。
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如图所示,间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成.倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直轨道平面向下、磁感应强度也为B的匀强磁场.闭合开关S,让金属杆MN从图示位置由静止释放,已知金属杆MN运动到水平轨道前,已达到最大速度,不计导轨电阻,且金属杆MN始终与导轨接触良好并保持跟导轨垂直,重力加速度为g.
(1)求金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm
(2)若金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度vm前,在流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为q,求这段时间内金属杆MN通过的距离x
(3)求在(2)中所述的过程中,定值电阻上产生的焦耳热Q
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如图所示,间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成:倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场.闭合开关S,让金属杆MN从图示位置由静止释放,已知金属杆运动到水平导轨前,已达到最大速度,不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为g.求:
(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm;
(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度vm前,当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为q,求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q;
(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离xm.
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