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如图3所示,间距为L的光滑金属导轨,水平的放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接有阻值为R的电阻,一阻值为R0,质量为m的导体棒放置在导轨上,在外力F作用下从t=0的时刻开始运动,其速度随时间的变化规律v=vmaxsinωt,不计导轨电阻,求:
(1)从t=0到t=时间内电阻R产生的焦耳热;
(2)从t=0到t=时间内外力F所做的功.


见试题分析
【试题分析】

(1)导体棒产生的电动势e=BLv=BLvmaxsinωt,是正弦交变电流.
电动势的有效值为   E=
 根据焦耳定律得  Q=I2RT=
(2)在t=0到t=时间内,电路产生的内能

在t=时棒的动能为

外力F所做的功

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,间距为L=0.3m、足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角,左端M、P之间连接有电流传感器和阻值为R=0.4Ω的定值电阻.导轨上垂直停放一质量为m=0.1kg、电阻为r=0.20Ω的金属杆ab,且与导轨接触良好,整个装置处于磁感应强度方向垂直导轨平面向下、大小为B=0.50T的匀强磁场中.在t=0时刻,用一与导轨平面平行的外力F斜向上拉金属杆ab,使之从由静止开始沿导轨平面斜向上做直线运动,电流传感器将通过R的电流i即时采集并输入电脑,可获得电流i随时间t变化的关系图线,如图乙所示.电流传感器和导轨的电阻及空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为g=10m/s2
(1)求2s时刻杆ab的速度υ大小;
(2)试证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度a的大小;
(3)求从静止开始在2秒内通过金属杆ab横截面的电量q;
(4)求2s时刻外力F的功率P.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,间距为L、足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ 与水平面成θ角,左端M、P之间连接有电流传感器和阻值为R 的定值电阻.导轨上垂直停放一质量为m、电阻为r的金属杆ab,且与导轨接触良好,整个装置处于磁感应强度方向垂直导轨平面向下、大小为B 的匀强磁场中.在t=0时刻,用一沿MN方向的力斜向上拉金属杆ab,使之从磁场的左边界由静止开始斜向上做直线运动,电流传感器将通过R 的电流i即时采集并输入电脑,可获得电流i随时间t变化的关系图线,电流传感器和导轨的电阻及空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为g.
精英家教网(1)若电流i 随时间t 变化的关系如图乙所示,求t时刻杆ab 的速度υ大小;
(2)在(1)问的情况下,请判断杆ab的运动性质,并求t 时刻斜向上拉力的功率P;
(3)若电流i随时间t 变化规律为i=Imsin
T
t
,则在0~1/2T时间内斜向上拉力对杆ab做的功W.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(20分)如图甲所示,间距为 L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 q 的斜面上。在 MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为 B;在 CDEF 矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度 Bt 随时间 t 变化的规律如图乙所示,其中Bt 的最大值为 2B。现将一根质量为 M、电阻为 R、长为L 的金属细棒 cd 跨放在 MNPQ 区域间的两导轨上并把它按住,使其静止。在t=0 时刻,让另一根长也为 L 的金属细棒 ab 从 CD 上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放cd 棒。已知 CF 长度为 2L,两根细棒均与导轨良好接触,在 ab 从图中位置运动到 EF 处的过程中,cd 棒始终静止不动,重力加速度为g;tx 是未知量。

(1)求通过 cd 棒的电流,并确定MN PQ 区域内磁场的方向;

(2)当 ab 棒进入CDEF 区域后,求 cd 棒消耗的电功率;

(3)求 ab 棒刚下滑时离CD 的距离。             

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度Bt随时间t变化的规律如图乙所示(tx是未知量),Bt的最大值为2B.现将一根质量为m、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上,并把它按住,使其静止.在t=O时刻,让另一根长为L的金属细棒ab(其电阻Rx是未知量)从CD上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放cd棒。已知CF长度为2L,两根细棒均与导轨良好接触,在ab从图中位置运动到EF处的过程中,cd棒始终静止不动,重力加速度为g.

 

(1)求上述过程中cd棒消耗的电功率,并确定MNPQ区域内磁场的方向.

(2) ab棒质量

(3)确定未知量Rx及tx的值.

 

 

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