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161924. (2022•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=5T,导轨宽度L=0.4m,左侧与R=0.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m=2.0kg,电阻r=0.5Ω,与导轨的动摩擦因数μ=0.2,其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x=40cm后,速度达到最大,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少?
(2)当导体棒ab的速度v=1m/s时,导体棒ab的加速度是多少?
(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
共享时间:2022-02-27 难度:4
[考点]
用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻,安培力作用下的受力平衡问题,单杆在导轨上有外力作用下切割磁场的运动问题,电磁感应过程中的能量类问题,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)当导体棒做匀速直线运动时速度最大,设最大速度为vm
此时电动势为:Em=BLvm
电流为:I=
则此时导体棒受到的安培力为:
FB=BIL=
由平衡条件得:FB+μmg=F
联立解得最大速度:vm=1.5m/s;
(2)当速度为v=1m/s时,由牛顿第二定律得:
F﹣﹣μmg=ma
解得:a=1m/s2
(3)设安培力做的功为W.根据动能定理得:
 Fx﹣μmgx+W=mvm2
解得:W=﹣0.15J
因克服安培力所做的功等于电路中产生的热量,则R=r;
故R上产生的热量为:Q=J=0.075J。
答:(1)导体棒ab运动的最大速度是1.5m/s;
(2)当导体棒ab的速度v=1m/s时,导体棒ab的加速度是1m/s2
(3)导体棒ab由静止达到最大速度过程中,棒ab上产生的热量是0.075J。
[点评]
本题考查了"用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻,安培力作用下的受力平衡问题,单杆在导轨上有外力作用下切割磁场的运动问题,电磁感应过程中的能量类问题,",属于"综合题",熟悉题型是解题的关键。
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158307. (2024•西安一中•高二上二月) 德优题库某同学在学习了磁场对通电导线的作用力后产生想法,设计了一个简易的“电磁秤”。如图所示,两平行金属导轨CD、EF间距L=0.1m,与水平面夹角为37°,两导轨与电动势E0=9V内阻不计的电源、电流表(量程0~3A)、开关S、滑动变阻器R(阻值范围为0-100Ω)相连。质量M=0.14kg、电阻R0=2Ω的金属棒MN垂直于导轨放置。空间施加竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=5T。垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行,跨过定滑轮后另一端接有秤盘。在秤盘中放入待测物体,闭合开关S,调节滑动变阻器,当金属棒平衡时,通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数I0=0.1A。其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求秤盘的质量m0
(2)求此“电磁秤”能称量的最大质量及此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)为了便于得出秤盘上物体质量m的大小,请写出m与I的表达式。
共享时间:2024-12-19 难度:2 相似度:1.5
162876. (2021•西安中学•高二上期中) 德优题库如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.60T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源,现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2,已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)导体棒受到的安培力;
(2)导体棒受到的摩擦力;
(3)若导轨光滑且磁感应强度B的方向改为竖直向上,为使导体棒仍然保持静止,则电路中需要另外接入一个多大的电阻。
共享时间:2021-11-16 难度:2 相似度:1.5
162413. (2023•西工大附中•高二上期中) 德优题库如图所示,两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源,两导轨间的距离L=0.8m,在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T。方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.1kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒的电阻R=1Ω,导体棒恰好刚要滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。导轨电阻不计,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)ab棒受到的安培力大小;
(2)ab棒与导轨间的摩擦力大小和动摩擦因数μ。
(3)若磁场的方向变为竖直向上,磁感应强度大小可调,为使ab棒仍然静止在导轨上,则磁感应强度大小的最小值是多少?(结果保留两位有效数字)
共享时间:2023-11-23 难度:2 相似度:1.5
158643. (2024•西安八十五中•高二上二月) 德优题库如图所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一绝缘水平面上,导轨上停放一质量m=0.2kg的金属杆ab,两导轨间距L=0.2m,两导轨的左端接入电阻R=0.6Ω的定值电阻,位于两导轨之间的金属杆ab的电阻r=0.1Ω,导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。现用一外力F水平向右拉金属杆ab,使之由静止开始向右做匀加速直线运动,在整个运动过程中金属杆ab始终与导轨垂直并接触良好,金属杆ab开始运动经t=10s时,定值电阻两端的电压U=1.2V,此时,求:
(1)金属杆ab的速率;
(2)外力F的大小;
(3)在0~10s内经过金属杆ab的电荷量Q。
共享时间:2024-12-15 难度:4 相似度:1
162042. (2024•师大附中•高二上期中) 如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:
德优题库
(1)由图乙求电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:0.75
183079. (2018•西工大附中•高二上期末) 如图甲所示,足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上,金属导轨宽度L=1.0m,导轨上放有垂直导轨的金属杆P,金属杆质量为m=0.1kg,空间存在磁感应强度B=0.5T,竖直向下的匀强磁场.连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω,金属杆的电阻r=1.0Ω,其余部分电阻不计.某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F,金属杆P由静止开始运动,图乙是金属杆P运动过程的v-t图象,导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5.g取10m/s2.求:
德优题库
(1)水平恒力F的大小;
(2)前4s内电阻R上产生的热量.
共享时间:2018-03-02 难度:2 相似度:0.75
183062. (2018•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,倾角为θ=30°、宽度为d=1m、长为L=4m的光滑倾斜导轨,导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻R0=15Ω,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=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=10m/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。
共享时间:2018-02-25 难度:2 相似度:0.75
182589. (2020•西安中学•高二上期末) 德优题库如图所示,在高度为L、足够宽的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.质量为m、边长为L、电阻为R的正方形导线框abcd,在MN上方某一高度由静止开始自由下落.当bc边进入磁场时,导线框恰好做匀速运动.已知重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)导线框刚下落时,bc边距磁场上边界MN的高度h;
(2)导线框离开磁场的过程中,通过导线框某一横截面的电量q;
(3)导线框穿越磁场的整个过程中,导线框中产生的热量Q.
共享时间:2020-02-09 难度:2 相似度:0.75
162239. (2023•师大附中•高二上期中) 德优题库如图甲所示,两根足够长的、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距d=1m,倾角θ=37°,轨道顶端连有一阻值为R=2Ω的定值电阻,整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场,磁感应强度B的变化规律如图乙所示,现用力将质量m=0.4kg、电阻r=2Ω的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端l=2m处,在t=4s时刻撤去外力,之后导体棒下滑距离x0=1.5m后达到最大速度,导体棒与导轨始终接触良好。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)0~4s内通过导体棒ab的电流大小和方向;
(2)导体棒ab的最大速度vm
(3)从t=0时刻到导体棒ab下滑1.5m的过程中,在ab棒上产生的焦耳热Q。
共享时间:2023-11-30 难度:2 相似度:0.75
158217. (2024•师大附中•高二上一月) 如图甲所示的电路,其中电源电动势E=6V,内阻r=2Ω,定值电阻R=4Ω,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp的关系如图乙所示。滑动变阻器最大阻值为20Ω,求:
德优题库
(1)图乙中滑动变阻器的最大功率P2
(2)图乙中R2的阻值;
(3)求出滑动变阻器的功率最大时的电源效率。
共享时间:2024-10-10 难度:2 相似度:0.75
158252. (2024•西安中学•高二上二月) 德优题库如图所示,图中竖直放置的足够长的光滑金属导轨上接有纯电阻和电容器两个电学元件,其中R1=1Ω,C=0.1F,由两个开关S1、S2分别控制。匀强磁场分布于图中水平虚线以下,方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T。导体棒ab位于磁场内水平放置且与导轨接触良好,导体棒的质量m=0.1kg,其电阻R2=1Ω,导轨宽L=1m。现在先断开S2,闭合S1,让导体棒从静止释放,导体棒在磁场中竖直下落h=4m时达到最大速度vm,不计摩擦及空气阻力,导轨电阻不计,g取10m/s2
(1)导体棒从释放到达到最大速度vm的过程中,求导体棒上产生的焦耳热Q;
(2)导体棒从释放到达到最大速度vm的过程中,求流过导体棒的电荷量q;
(3)如果断开S1,闭合S2,让导体棒从静止释放,导体棒将在匀强磁场中竖直向下以加速度a做匀加速直线运动,求加速度a的大小。
共享时间:2024-12-12 难度:2 相似度:0.75
160747. (2019•高新一中•四模) 在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的.
德优题库
求:(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值.
共享时间:2019-04-24 难度:2 相似度:0.75
161708. (2023•西安八十九中•高一上期末) 德优题库如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ=37°的绝缘斜面上,两导轨间距为L=0.5m,M、P两点间接有阻值为R=0.5Ω的电阻,一根质量为m=0.5kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,金属杆的电阻为r=0.5Ω,整套装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下,导轨电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。(重力加速度g=10m/s2
(1)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v=2m/s时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小a;
(2)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值vm
(3)杆在下滑距离d=2m的时已经达到最大速度,求此过程中通过电阻R的电量q和电阻R上产生的热量QR
共享时间:2023-03-01 难度:3 相似度:0.58
162186. (2024•西安八十五中•高二上期中) 德优题库如图,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R1为1Ω,R2为6Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V,线圈电阻RM为0.5Ω,问:
(1)电动机正常工作时通过R2的电流多大?
(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大?
(3)若R1、R2电阻可调,在确保电动机正常工作的前提下,当R1的阻值多大时,R1消耗的电功率最大?此时R2的阻值多大?
共享时间:2024-11-17 难度:3 相似度:0.58
161646. (2023•高新一中•高二上期末) 德优题库如图所示,在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,导轨其余电阻不计。磁感应强度为B0的足够大的匀强磁场与导轨平垂直。其上方有一光滑的定滑轮,绕有轻质柔软不可伸长细线,线的一端系一质量为2m的重物,另一端系一质量为m、接入导轨间电阻为R的金属杆。开始时金属杆置于导轨下端QF处,由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,(忽略所有摩擦,重力加速度为g),求:
(1)重物匀速下降的速度v;
(2)重物从释放到下降h的过程中,电流通过电阻R产生的热量QR
(3)若将重物下降h时的时刻记作t=0,速度记为v0,从此时刻起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
共享时间:2023-02-21 难度:3 相似度:0.58

dygzwlyn

2022-02-27

高中物理 | 高二上 | 计算题

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