高中物理

如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上.导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好.在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内.

(1)求导体棒所达到的恒定速度v2
(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?
(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v﹣t关系如图(b)所示,已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小.

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  • 更新:2020-03-18
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两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆abcd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动,设运动过程中金属细杆abcd与导轨接触良好,重力加速度为g,求:

(1)ab杆匀速运动的速度v1
(2)ab杆所受拉力F
(3)ab杆以v1匀速运动时,cd杆以v2v2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动过程中,整个回路中产生的焦耳热.

  • 更新:2020-03-18
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如图所示,在平面的第一象限和第二象限区域内,分别存在场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,电场Ⅰ的方向沿x轴正方向,电场Ⅱ的方向沿y轴的正方向。在第三象限内存在着垂直于平面的匀强磁场Ⅲ,Q点的坐标为(-x0,0)。已知电子的电量为-e,质量为m(不计电子所受重力)。

(1)在第一象限内适当位置由静止释放电子,电子经匀强电场Ⅰ和Ⅱ后恰能透过Q点。求释放点的位置坐标x、y应满足的关系式;
(2)若要电子经匀强电场Ⅰ和Ⅱ后过Q点时动能最小,电子应从第一象限内的哪点由静止释放?求该点的位置和过Q点时的最小动能。
(3)在满足条件(2)的情况下,若想使电子经过Q后再次到达y轴时离坐标原点的距离为x0,求第三象限内的匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。

  • 更新:2020-03-18
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如图甲所示,竖直放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中间线,粒子源P可以间断地产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计),粒子在A、B间被加速后,再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出。已知金属板A、B间的电压UAB=U0,金属板C、D长度为L,间距d=L/3。两板之间的电压UCD随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板C、D右侧有一个垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中,该环带的内、外圆心与金属板C、D的中心O点重合,内圆半径Rl=L/3,磁感应强度B0=。已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期(电场变化的周期T未知),粒子重力不计。

(1)求粒子离开偏转电场时,在垂直于板面方向偏移的最大距离。
(2)若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出,求环带磁场的最小宽度。
(3)若原磁场无外侧半圆形边界且磁感应强度B按如图丙所示的规律变化,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向。t=T/2时刻进入偏转电场的带电微粒离开电场后进入磁场,t=3T/4时该微粒的速度方向恰好竖直向上,求该粒子在磁场中运动的时间为多少?

  • 更新:2020-03-18
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(19分)如图所示的平行板之间,存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.20 T,方向垂直纸面向里,电场强度E1=1.0×105 V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有一边界线AO,与y轴的夹角∠AOy=45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25 T,边界线的下方有水平向右的匀强电场,电场强度E2=5.0×105 V/m,在x轴上固定一水平的荧光屏.一束带电荷量q=8.0×10-19C、质量m=8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4 m)的Q点垂直y轴射入磁场区,最后打到水平的荧光屏上的位置C.求:

(1)离子在平行板间运动的速度大小.
(2)离子打到荧光屏上的位置C的坐标.
(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2′应满足什么条件?

  • 更新:2020-03-18
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电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L="0.75" m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求:

(1)金属棒在此过程中克服安培力的功
(2)金属棒下滑速度时的加速度
(3)为求金属棒下滑的最大速度,有同学解答如下:由动能定理,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。

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  • 更新:2020-03-18
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有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如题23图所示,该机底面固定有间距为、长度为的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻,绝缘橡胶带上镀有间距为的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻,若橡胶带匀速运动时,电压表读数为,求:

⑴橡胶带匀速运动的速率;
⑵电阻R消耗的电功率;
⑶一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。

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  • 更新:2020-03-18
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(16分)两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为L,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C,长度也为L、电阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q,求:

(1)ab运动速度v的大小;
(2)电容器所带的电荷量q.

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11.如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距0.4m的MM’、NN’相互平行,电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM’、NN’保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,求该过程ab位移x的大小。

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如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd 恰好能够保持静止。取g=10,问
通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
棒ab受到的力F 多大?
棒cd每产生的热量,力F做的功W是多少?

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如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求:

(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。

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  • 更新:2020-03-18
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如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨,在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g=10m/s2)。
   
(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况;
(2)计算4s内回路中电流的大小,并判断电流方向;
(3)计算4s内回路产生的焦耳热。

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如下图水平金属导轨的间距为1m,处在一个竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,其上有一个与之接触良好的金属棒,金属棒的电阻R=1Ω,导轨电阻不计,导轨左侧接有电源,电动势E=10V,内阻r=1Ω,某时刻起闭合开关,金属棒开始运动,已知金属棒的质量m=1kg,与导轨的动摩擦因数为0.5,导轨足够长。

问:(1)金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为多大?
(2)金属棒达到稳定状态时的速度为多大?
(3)导轨的右端是一个高和宽均为0.8m的壕沟,那么金属棒离开导轨后能否落到对面的平台?

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有一面积为S=100 cm2的金属环,电阻为R=0.1 Ω,环中磁场变化规律如图16乙所示,且磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,环中感应电流的方向如何?通过金属环的电荷量为多少?

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一个50匝的螺线管在t1=1s时的磁通量为0.3Wb,到t2=3s时的磁通量均匀变为0.6Wb。求,此螺线管内磁通量的变化率和感应电动势?

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高中物理研究电磁感应现象计算题