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160084. (2021•西安中学•八模) 德优题库如图所示,是某同学设计的一种磁动力电梯的原理图,即在竖直平面内有两根很长的平行竖直金属轨道MN和PQ,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场,两导轨下端用导线相连。处于金属轨道间的导体杆ab与轨道垂直,且正下方通过绝缘装置固定电梯轿厢,当磁场向上运动时,电梯可向上运动(设运动过程中ab始终与导轨垂直且接触良好)。已知匀强磁场强度为B,电梯载人时电梯轿厢及ab杆的总质量为M,两导轨间的距离为L,导体杆电阻为R,其余部分电阻不计。当磁场以v0的速度匀速上升时,电梯轿厢刚好能离开地面。不计空气阻力,ab杆与轨道的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。求:(1)此时通过ab杆电流的方向及ab杆受到轨道摩擦力的大小;
(2)当电梯匀速上升的速度大小为v1时,磁场向上匀速运动速度v2的大小。
共享时间:2021-06-13 难度:2
[考点]
闭合电路欧姆定律的内容和表达式,导体平动切割磁感线产生的感应电动势,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)磁场向上运动,相当于ab杆向下切割磁感线,由右手定则可得电流方向是b→a
导体杆上的电动势为 E=BLv0
回路中的电流
电梯轿厢刚好能离开地面,根据平衡条件可得可得:F安1=Mg+f
联立解得ab杆受到轨道摩擦力为f=
(2)当磁场向上匀速运动速度v2时,回路中感应电动势的大小E1=BL(v2﹣v1
回路中的电流
电梯轿厢匀速上升时,据平衡条件得F安2=BI1L=Mg+f
联立解得:v2=v0+v1
答:(1)此时通过ab杆电流的方向从b到a,ab杆受到轨道摩擦力的大小为
(2)当电梯匀速上升的速度大小为v1时,磁场向上匀速运动速度v2的大小为v0+v1
[点评]
本题考查了"闭合电路欧姆定律的内容和表达式,导体平动切割磁感线产生的感应电动势,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。
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160005. (2021•西安中学•四模) .(18分)如图所示,两根固定的光滑金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接,两导轨间距为L=0.5m,导轨的倾斜部分与水平面夹角为θ=53°。导轨的倾斜部分顶部连接有一个阻值为R=0.8Ω的电阻,中部某范围内有一个长度也为L的匀强磁场区域abcd,磁感应强度大小为B=2T,磁场方向垂直于轨道面向上。现有一质量为m=0.5kg、电阻为r=0.2Ω,长度略大于L的导体棒MN,从倾斜导轨上某处由静止释放,在刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动(取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8)。求:
(1)导体棒MN释放时和磁场边界ab间的距离s;
(2)若在水平轨道上某段铺设导电的粗糙材料,发现导体棒滑上该材料后的第一秒内位移为4m,第三秒内位移为0.25m,求该材料与导体棒间的动摩擦因数μ及导体棒滑上该材料前的速度v;
(3)若在铺设该粗糙材料的同时在材料区间加上竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小也为B=2T,发现导体棒滑上该材料后只需t0=1s即可停下。求导体棒从静止释放到最后停下的整个过程中,导体棒上产生的焦耳热Qr

共享时间:2021-04-21 难度:3 相似度:2
158824. (2023•西安中学•高二上二月) 德优题库如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内,两导轨间的距离为L=1m,导轨间连接的定值电阻R=4Ω,导轨上放一质量为m=0.2kg的金属杆ab,金属杆始终与导轨接触良好,杆的电阻r=1Ω,其余电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里,重力加速度g取10m/s2。现让金属杆从MP水平位置由静止释放,忽略空气阻力的影响,求:
(1)金属杆的最大速度vm的大小;
(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q=1.6J,此时金属棒下落的高度h为多少?
(3)从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,通过电阻R的电荷量q;
(4)金属杆ab达到最大速度后,为使棒中不产生感应电流,从该时刻开始,磁感应强度B′应怎样随时间t变化?推导这种情况下B′与t的关系式。
共享时间:2023-12-15 难度:3 相似度:1.67
161398. (2023•西安中学•高二上期末) 如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上,阻值为R的定值电阻与导轨的M、P端相连,MP和导轨垂直,平行导轨的间距为L,导轨电阻不计。穿过导轨平面的磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度的大小B随着时间t变化的图像如图乙所示,质量为m、长度为L、电阻值为r=
1
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R的金属杆ab垂直于导轨放置并且和导轨接触良好,杆ab和PM之间距离为d。现在杆ab的中点处系一根不可伸长的轻绳,绳子跨过定滑轮与一质量为m的物块相连接,滑轮左侧轻绳与导轨平面保持平行,已知在0~t0时间内,金属杆ab在水平外力F作用下保持静止状态。t0时刻撤去外力,金属杆从静止开始运动,当物块下落的高度为h时,物块达到最大速度,重力加速度为g。求:
(1)写出水平外力F随时间t的变化关系式;
(2)从t=0时刻开始到物块达到最大速度时间内,通过电阻R的电荷量;
(3)从t=0时刻开始到物块达到最大速度时间内,电阻R所产生的热量;
(4)物块下落h高度的过程中所经历的时间。
德优题库
共享时间:2023-02-20 难度:3 相似度:1.67
160149. (2021•长安区•二模) 如图所示,相互平行、相距L的两条金属长导轨固定在同一水平面上,电阻可忽略不计,空间有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,质量均为m、长度均为L、电阻均为R的导体棒甲和乙,可以在长导轨上无摩擦左右滑动。开始时,甲导体棒具有向左的初速度v,乙导体棒具有向右的初速度2v,求:
(1)开始时,回路中电流I;
(2)当一根导体棒速度为零时,另一个导体棒的加速度大小a;
(3)运动过程中通过乙导体棒的电量最大值qm

共享时间:2021-03-23 难度:3 相似度:1.67
160244. (2020•西安中学•三模) 如图所示,光滑的金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨足够长,电阻不计,两轨间距为L,其左端连接一阻值为R的电阻。导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,一质量为m的金属棒,放置在导轨上,其电阻为r,某时刻一水平力F垂直作用在金属棒中点,金属棒从静止开始做匀加速直线运动,已知加速度大小为a,金属棒始终与导轨接触良好。
(1)从力F作用开始计时,请推导F与时间t关系式;
(2)F作用时间t0后撤去,求金属棒能继续滑行的距离S。

共享时间:2020-04-12 难度:3 相似度:1.67
160723. (2016•华清中学•四模) 德优题库如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为L的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻.
(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v
(2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx
共享时间:2016-04-18 难度:3 相似度:1.67
161747. (2022•西安中学•高二上期末) 德优题库如图所示,地面上方高为H的空间,分布着水平方向的磁场。取竖直向下为x轴正方向,水平方向为y轴方向。在xoy平面内,磁感应强度在y轴方向不发生变化,竖直方向随x变化的关系为Bx=B0+kx,式中B0和k均为常量。用质量为m、电阻为R的匀质薄金属条制成的边长为L的比荷正方形单匝线框,从图示位置由静止开始释放,线框在下落过程中保持竖直,已知线框达到最大速度后,最终落到地面,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求线框下落的最大速度vm
(2)假设线框从静止下落到地面的时间为t,若在同一时间t内,线框内产生的热量与一恒定电流I0在该段线框内产生的热量相等,求I0大小。
共享时间:2022-02-05 难度:1 相似度:1.5
160164. (2020•西安中学•一模) 德优题库图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨,间距为L,电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直.质量m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触,导轨一端接有阻值为R的电阻.由静止释放导体棒ab,重力加速度为g.
(1)导体棒下滑过程中做什么运动?
(2)导体棒能够达到的最大速度为多大?
(3)设ab下降的高度为h,求此过程中通过电阻R的电量是多少?
共享时间:2020-03-15 难度:1 相似度:1.5
160181. (2020•西安中学•四模) 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨竖直放置,轨道间距为l,其上端接一阻值恒为R的灯泡L.在水平虚线L1、L2间有垂直导轨平面的匀强磁场,磁场区域的宽度为d,导体棒a的质量为2m、电阻为R;导体棒b的质量为m、电阻为2R,与导轨始终保持良好接触,它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨下滑,且都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿过磁场时a正好进入磁场.设重力加速度为g,不计a、b棒之间的相互作用,导体棒始终与导轨垂直.求:
(1)导体棒a、b在磁场中的运动速度之比.
(2)求M点距离L1的高度.
(3)若取走导体棒b,将a固定在L2处,使磁感应强度从B0随时间均匀减小,设灯泡额定电压为U,为保证灯泡不会烧坏且有电流通过,试求磁感应强度减小到零的最短时间.

共享时间:2020-04-15 难度:1 相似度:1.5
160325. (2020•周至五中•二模) 如图(a),一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨,导轨间距为L;两根相同的导体棒M、N置于导轨上并与导轨垂直,长度均为L;棒与导轨间的动摩擦因数为µ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力);整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.从t=0时开始,对导体棒M施加一平行于导轨的外力F,F随时间变化的规律如图(b)所示。已知在t0时刻导体棒M的加速度大小为µg、导体棒N开始运动。运动过程中两棒均与导轨接触良好,重力加速度大小为g。两棒的质量均为m,电阻均为R,导轨的电阻不计。求
(1)t0时刻导体棒M的速度vM
(2)0~t0时间内外力F的冲量大小;
(3)0~t0时间内导体棒M与导轨因摩擦产生的内能。

共享时间:2020-03-23 难度:4 相似度:1.5
160485. (2018•铁一中学•二模) 德优题库如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面是,电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形,棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱,导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0.PQ左侧匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多少时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某一过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求该过程中导轨动能增加量。
共享时间:2018-03-17 难度:5 相似度:1.4
160941. (2025•铁一中学•高二上期末) 德优题库某物理小组想出了一种理想化的“隔空”加速系统,该系统通过利用其中一个金属棒在磁场中运动产生感应电流从而使另一个金属棒获得速度,这样就避免了直接对其进行加速时所带来的磨损和接触性损伤,该加速系统可以建模抽象为在足够长的固定水平平行导轨上放有两个金属棒MN和PQ,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场与导轨所在水平面垂直,方向竖直向下,导轨电阻很小,可忽略不计。如图为模型俯视图,导轨间的距离L=1.0m,每根金属棒质量均为m=1.0kg,电阻都为R=5.0Ω,可在导轨上无摩擦滑动,滑动过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好,在t=0时刻,两金属棒都处于静止状态,现有一与导轨平行、大小为F=2.0N恒力作用于金属棒MN上,使金属棒MN在导轨上滑动,经过t=10s,金属棒MN的加速度a=1.6m/s2,求:
(1)此时金属棒PQ的加速度是多少?
(2)此时两金属棒的速度各是多少?
(3)金属棒MN和PQ的最大速度差是多少?
共享时间:2025-02-14 难度:2 相似度:1
160872. (2015•西安中学•三模) 如图(甲)所示,轻质细线绕过两个光滑的轻滑轮,线的一端系一质量M=0.4kg重物,重物置于倾角为θ=30°的光滑斜面上(绳GH段平行于斜面),另一端系一质量为m=0.1kg、电阻为r=0.5Ω的金属杆。在竖直平面内有间距为L=1m的足够长的平行光滑金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R=1Ω的电阻(导轨电阻不计),磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,最终能沿斜面匀速下滑。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,g取10m/s2;求:
德优题库
(1)重物匀速下滑的速度v的大小;
(2)当M匀速运动时,突然剪断细线,m继续上升h=0.9m高度后达到最高点,求此过程中R上产生的焦耳热;
(3)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出v-M实验图线。图(乙)中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线,试根据实验结果计算B1和B2的比值。
共享时间:2015-04-02 难度:2 相似度:1
162983. (2021•周至中学•高二上期中) 德优题库如图所示,电源电动势E=10V、内阻r=1Ω,定值电阻R1=R3=5Ω,定值电阻R2=4Ω,电容器的电容C=100μF,当S断开时,电容器中一带电粒子恰好处于静止状态,取重力加速度g=10m/s2。现闭合开关,求:
(1)带电粒子加速度的大小和方向;
(2)S闭合后流过R3的总电荷量。
共享时间:2021-11-29 难度:2 相似度:1
159678. (2022•西安中学•月考) 德优题库酒驾严重危害了公共交通安全,打击酒驾现象已成为日常。如题图甲为交警使用的某种酒精检测仪,核心部件为酒精气体传感器,其电阻R1与酒精气体浓度x的关系如图乙所示
(1)某同学自行设计了简易酒精检测仪,如图丙所示,用到的器材有酒精气体传感器R1、电源(电动势为9.0V,内阻未知)、电流表(满偏电流为100mA,内阻为8.5Ω),闭合开关,周围无酒精气体,发现电流表刚好满偏,则电源内阻为        Ω;用该仪器        (选填“能”“不能”)检测酒驾德优题库
驾驶员状态 非酒驾 酒驾
酒精气体浓度标准(mg/mL) 小于0.2 大于或者等于0.2
检测器状态 只有绿灯亮 绿灯红灯都亮
(2)另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表,他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾,红绿灯一起亮表示被测试者酒驾。图丁中电源电动势为6V,内阻不计,R2为定值电阻,R1为酒精气体传感器,L1、L2是彩色小灯泡,颜色一红一绿,小灯泡电压达到0.7V才会发光,则L1       (选填“红”“绿”)灯,当红灯刚亮时通过其的电流为        A(保留两位有效数字)。
共享时间:2021-12-01 难度:2 相似度:1

dygzwlyn

2021-06-13

高中物理 | | 解答题

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