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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
[考点]
牛顿第二定律的简单应用,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]
(1)开始时,回路中电流I为
(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为
(3)运动过程中通过乙导体棒的电量最大值qm
[解析]
解:(1)甲棒切割磁感线产生感应电动势:E1=BLv,方向向外
乙棒切割磁感线产生感应电动势:E2=2BLv,方向向里
回路中相当于两个电源串联,总电动势E=E1+E2
所以回路中的感应电流I=
(2)由于两棒中电流大小相等,方向相反,则所受的安培力相反,但对两棒的系统而言,所受外力合为零,则动量守恒,甲棒速度减小为零时有:﹣mv+m×2v=0+m×v2
解得:v2′=v
此刻乙棒的感应电动势E2′=BLv2′,
电流I′=
安培力F′=BI′L,
乙棒加速度a=
联立得:a=
(3)从开始到最终共同匀速运动,由动量守恒有:﹣mv+m×2v=(m+m)v
对乙棒由动量定理有:
而由安培力公式有:
通过乙导体棒的电量最大值qm
联立解得:qm
答:(1)开始时,回路中电流I为
(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为
(3)运动过程中通过乙导体棒的电量最大值qm
[点评]
本题考查了"牛顿第二定律的简单应用,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"典型题",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
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 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:1.34
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:1.34
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:1.34
160590. (2016•西安一中•模拟) 德优题库如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环球,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,且平行轨道足够长。已知导体棒ab下落
r
2
时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2
(1)求导体棒ab下落到
r
2
时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变,求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2
共享时间:2016-03-05 难度:3 相似度:1.34
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
4
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:1.34
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:1.33
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:1.33
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:1.33
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:1.17
158856. (2023•滨河中学•高二上二月) 德优题库绝缘水平桌面有一竖直向上的匀强磁场B=1T,间距L=1m的平行金属导轨固定在桌面上,左端连接电源的电动势E=15V,内阻r=1Ω。质量m=0.5kg的金属棒垂直导轨放置,与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。细线一端系在金属棒的中点,另一端通过桌边光滑定滑轮挂一重物M时,金属棒恰处于静止且刚好不向右滑,细线水平且与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,金属棒接入电路的电阻R=2Ω,导轨电阻不计,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求悬挂重物的质量M;
(2)若锁定金属棒,保持磁感应强度大小不变,将磁场方向顺时针旋转过53°后解锁金属棒,求重物加速度a的大小。
共享时间:2023-12-25 难度:4 相似度:1.17
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:1.07
160823. (2015•西安中学•一模) 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F=28N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升,设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m,求飞行器所受阻力Ff的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力,求飞行器能达到的最大高度h.
共享时间:2015-03-10 难度:2 相似度:0.83
162203. (2024•师大附中•高一下期中) 德优题库如图所示,一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b,用手托住球b,当绳刚好被拉紧时,球b离地面的高度为h,球a静止于地面。已知球a的质量为m,球b的质量为3m,重力加速度为g,定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。若无初速度释放球b,在球b下落过程中,求:
(1)绳子拉力的大小?
(2)球b的机械能的变化量?
(3)球a的机械能的变化量?
(4)球a能上升的最大高度为多少?
共享时间:2024-05-19 难度:2 相似度:0.83

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2021-03-23

高中物理 | | 解答题

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