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206548. (2023•师大附中•十模) .如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,导轨间距L=0.5m,导轨上端接一阻值R=1Ω的电阻。匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B=2T.两导体棒a、b质量均为m=1kg、电阻均为r=0.5Ω,且a棒与导轨之间的动摩擦因数μ1=0.5,b棒与导轨之间的动摩擦因数μ2=0.8.开始时a棒固定,b棒静止,现让a棒由静止开始下滑,当b棒在安培力作用下刚要开始运动时,两棒恰好相碰,且碰后不分开并一起向下运动。a、b棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:
(1)a棒与b棒刚要相碰时,a棒的速度大小;
(2)a、b棒一起下滑的最大速度;
(3)若两棒相碰后,经过t=s发现已经达到最大速度,求在这段时间内电路中产生的热量。

共享时间:2023-07-04 难度:4
[考点]
闭合电路欧姆定律的内容和表达式,安培力的计算公式及简单应用,电磁感应过程中的能量类问题,电磁感应过程中的电路类问题,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)b棒刚要运动时,有:mgsin37°+BIbL=μ2mgcos37°,
解得:Ib=0.4A,
此时a棒中的电流为:=0.6A,
整个电路的总电阻为:R=r
a棒产生的感应电动势E=BLv1
根据闭合电路欧姆定律有E=IaR
解得此时a棒的速度大小为v1=0.5m/s;
(2)a、b棒碰撞过程满足动量守恒,有mv1=2mv2
解得v2=0.25m/s,
当a、b棒一起下滑到加速度为0时,速度最大,则
电路中的总电阻为R′=
a、b棒产生的感应电动势为E′=BLv3
回路中的感应电流
a、b棒受到的安培力为F=BIL,
根据平衡条件有2mgsin37°=F+μ1mgcos37°+μ2mgcos37°,
解得v3=2m/s;
(3)由于两棒碰后不分开,则两棒一起向下运动的过程中,根据动量定理有:
(2mgsin37°﹣μ1mgcos37°﹣μ2mgcos37°)t=2mv3﹣2mv2
平均感应电动势
其中ΔΦ=BLs,
q=
通过电阻R的净电荷量
根据能量守恒Q=2mgs•sin37°﹣μ1mgscos37°﹣μ2mgscos37°
解得Q=
答:(1)a棒与b棒刚要相碰时,a棒的速度大小为0.5m/s;
(2)a、b棒一起下滑的最大速度为2m/s;
(3)若两棒相碰后,经过t=s发现已经达到最大速度,在这段时间内电路中产生的热量为
[点评]
本题考查了"闭合电路欧姆定律的内容和表达式,安培力的计算公式及简单应用,电磁感应过程中的能量类问题,电磁感应过程中的电路类问题,",属于"综合题",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:1.75
159071. (2023•铁一中学•高二上二月) 如图所示,倾角α=37°的平行光滑金属导轨固定放置,导轨间距d=1m,电源的电动势E=3V,定值电阻R1=1Ω,R为滑动变阻器,S为开关。质量m=0.1kg、电阻R2=2Ω、长度等于导轨间距的直导体棒ab垂直于导轨放置。在导轨间加匀强磁场后,直导体棒ab始终能在导轨上保持静止。不计导轨及电源内阻,直导体棒ab始终与导轨接触良好,忽略地磁场影响,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若开关S保持断开,将滑动变阻器阻值调至R=4Ω,求所加匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin
(2)若闭合开关S,且在导轨间加竖直向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场,求滑动变阻器接入回路的阻值R'。

共享时间:2023-12-26 难度:2 相似度:1.5
206325. (2024•新城区•三模) 如图甲所示,两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,其间距L=2m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好,NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接(连接前,传感器已校零),细线平行于导轨。已知ab棒的质量为2kg,NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为2Ω,导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放,同时对其施加平行于导轨的外力F,此时拉力传感器开始测量细线拉力FT,作出力FT随时间t的变化图像如图乙所示(力FT大小没有超出拉力传感器量程),重力加速度g取10m/s2。求:
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(1)t1=1s时,金属棒ab的速度大小;
(2)t2=3s时,外力F的大小。
共享时间:2024-04-07 难度:2 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
206213. (2024•西安中学•三模) 如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距为L。abcd区域有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向上。初始时刻,磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动,磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。已知杆M的质量为m,在导轨间的电阻为R,杆N的质量为2m,在导轨间的电阻为,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
(1)求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向;
(2)若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为,求:
①N在磁场内运动过程中N上产生的热量QN
②初始时刻N到ab的最小距离x。
共享时间:2024-04-10 难度:4 相似度:1.5
182767. (2019•西安中学•高二上期末) 如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0导线的电阻不计,求0至t1时间内
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(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。
共享时间:2019-02-22 难度:2 相似度:1.5
206374. (2024•浐灞二中•四模) 如图所示,平行的两光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,PQ右侧区域存在如图所示的匀强磁场,其磁感应强度大小B=0.5T,正方形导线框abcd、导体棒ef均静止放置在金属导轨上,开始阶段先固定导线框abcd,对ef施加水平向左的恒力F(大小未知),当ef达到最大速度v1后撤去恒力,同时释放导线框abcd,之后导线框abcd达到最大速度v2=3m/s时,ad边恰好到达PQ处,此时立即将ef固定。已知ef和导线框abcd的质量都为,ef的电阻及导线框的ad、bc边的电阻都为r=2Ω,导轨的宽度、导线框abcd的边长及ef的长度均为L=1m,其余电阻不计,且ef与导线框abcd始终不相撞。
(1)求导体棒ef的最大速度v1和恒力F的大小;
(2)求在导线框abcd通过PQ的过程中,整个回路产生的焦耳热Q;
(3)若导线框abcd的ad边到达PQ时为0时刻,自0时刻起对导线框施加水平方向的作用力f,使导线框abcd以a=3m/s2的加速度匀减速离开磁场,求f与t的关系式及bc边刚要出磁场时作用力f的大小。

共享时间:2024-04-27 难度:3 相似度:1.17
182768. (2019•西安中学•高二上期末) 德优题库如图所示,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中,有一弯成45°角的金属导轨,且导轨平面垂直磁场方向.导电棒MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动,速度v的方向与Ox方向平行,导电棒与导轨单位长度的电阻为r.
(1)写出t时刻感应电动势的表达式.
(2)感应电流的大小如何?
(3)写出在t时刻作用在导电棒MN上的外力瞬时功率的表达式.
共享时间:2019-02-22 难度:3 相似度:1.17
161748. (2022•西安中学•高二上期末) 发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。
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在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动。
图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I。
(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。
(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明。
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共享时间:2022-02-05 难度:3 相似度:1.17
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=
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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。
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共享时间:2023-02-20 难度:3 相似度:1.17
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:1.17
160896. (2025•西安一中•高二上期末) 德优题库如图所示,光滑平行金属导轨AB、CD固定在倾角为θ的绝缘斜面上,BP、DQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨,导轨在B、D两点处平滑连接,水平部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨间距均为L。两金属棒ab、cd的质量分别为m、2m,接入电路的电阻均为R,初始时,金属棒cd垂直放置在水平导轨上,金属棒ab垂直固定在倾斜导轨上距底端距离为s处,某时刻将ab由静止释放,不计导轨电阻。重力加速度为g,求:
(1)金属棒cd的最大加速度am
(2)金属棒cd的最大速度vm
(3)流过金属棒ab的电荷量q;
(4)金属棒ab上产生的热量Qab
共享时间:2025-02-19 难度:3 相似度:1.17
181981. (2022•关山中学•高二下期中) 如图所示,平行导轨MN、PQ倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨间距为d,导轨上端连接有阻值为R的定值电阻,导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B。将质量为m、电阻为r、长也为d的导体棒AC垂直放在导轨上并由静止释放,从释放至棒刚达到最大速度的过程中,通过定值电阻的电荷量为q。已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直并且接触良好,导轨电阻不计,导轨足够长,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,求:
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(1)导体棒下滑过程中的最大加速度am
(2)导体棒的最大速度vm
(3)在导体棒从静止释放至刚达到最大速度的过程中,回路中产生的焦耳热与导体棒的最大动能之和E。
共享时间:2022-05-22 难度:4 相似度:1
206198. (2024•西工大附中•模拟) 如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨间距为L=1m,导轨水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,导轨水平部分的左侧和倾斜部分由光滑圆弧连接,右侧和一光滑圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道半径,圆心角θ=120°,在圆弧上端有两弹性挡板C和C'。质量为m1=1kg的金属棒P从离水平面高度h=3.2m处静止释放,经过AA'滑上水平轨道;P穿过磁场区域后,与另一根质量为m2=2kg的静置在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞,碰后Q恰好能上升到C和C'处,两金属棒的电阻值均为R=0.2Ω,重力加速度g=10m/s2,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计,两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求:

(1)P刚进入磁场时受到安培力F的大小;
(2)矩形磁场沿导轨方向的长度;
(3)若Q从右侧圆弧滑下时,P已从磁场中滑出,求从P开始运动到PQ第二次碰撞,Q棒上产生的焦耳热。
共享时间:2024-03-05 难度:4 相似度:1
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

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2023-07-04

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