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如圖(a)所示.兩根足夠長.電阻不計的平行光滑金屬導軌相距為L=1m.導軌平面與水平面成=30°角.上端連接R=1.5W的電阻,質量為m=0.2kg.阻值r=0.5W的金屬棒ab放在兩導軌上.距離導軌最上端為d=4m.棒與導軌垂直并保持良好接觸.整個裝置處于勻強磁場中.磁場方向與導軌平面垂直.磁感應強度大小隨時間變化的情況如圖(b)所示.前4s內為B=kt.前4s內.為保持ab棒靜止.在棒上施加了一平行于導軌平面的外力F.已知當t=2s時.F恰好為零.求: (1)k, (2)t=3s時.電阻R的熱功率PR, (3)前4s內.外力F隨時間t的變化規律, (4)從第4s末開始.外力F拉著導體棒ab以速度v沿斜面向下作勻速直線運動.且F的功率恒為P=6W.求v的大小. 答題卷 共4頁 第4頁 答題卷 共3頁 第3頁 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖(a)所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L=0.40 m,導軌平面與水平面成=30°角,上端和下端通過導線分別連接阻值R1=R2=1.2 Ω的電阻,質量為m=0.20 kg、阻值r=0.20 Ω的金屬棒ab放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,整個裝置處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度大小B=1T.現通過小電動機對金屬棒施加拉力,使金屬棒沿導軌向上做勻加速直線運動,0.5 s時電動機達到額定功率,此后電動機功率保持不變,經足夠長時間后,棒達到最大速度5.0 m/s.此過程金屬棒運動的v-t圖象如圖(b)所示,試求:(取重力加速度g=10 m/s2)

(1)電動機的額定功率P

(2)金屬棒勻加速運動時的加速度a的大小

(3)在0~0.5 s時間內電動機牽引力F與速度v的關系

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如圖(a)所示,兩根足夠長的光滑水平金屬導軌相距為L=0.40 m,導軌平面與水平面成=30?角,上端和下端通過導線分別連接阻值R1=R2=1.2 Ω的電阻,質量為m=0.20 kg、阻值r=0.20 Ω的金屬棒ab放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好的接觸,整個裝置處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度大小為B=1 T.現通過小電動機對金屬棒施加拉力,使金屬棒沿導軌向上做勻加速直線運動,0.5 S時電動機達到額定功率,此后電動機功率保持不變,經足夠長時間后,金屬棒到達最大速度5.0 m/S.此過程金屬棒運動的v-t圖像如圖(b)所示,試求:(取重力加速度g=10 m/s2)

(1)電動機的額定功率P

(2)金屬棒勻加速時的加速度a的大小

(3)在0~0.5 s時間內電動機牽引力F與速度v的關系

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如圖(a)所示,兩根足夠長的平行光滑導軌MN、PQ相距為L,導軌平面與水平面的夾角為α,導軌電阻不計,整個導軌放在垂直導軌平面向上的勻強磁場中.長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,金屬棒的質量為m.兩金屬導軌的上端與右端的電路連接,R是阻值可調的電阻箱,其最大值遠大于金屬棒的電阻值.將金屬棒由靜止釋放,當R取不同的值時,金屬棒沿導軌下滑會達到不同的最大速度vm,其對應的關系圖像如圖(b)所示,圖中v0、R0為已知,重力加速度取g.請完成下列問題:

(1)勻強磁場的磁感應強度為多少?

(2)金屬棒的電阻值為多少?

(3)當R=R0時,由靜止釋放金屬棒,在金屬棒加速運動的整個過程中,通過R的電量為q,求在這個過程中R上產生的熱量為多少?

(4)R取不同值時,R的電功率的最大值不同.有同學認為,當R=R0時R的功率會達到最大.如果你認為這種說法是正確的,請予以證明,并求出R的最大功率;如果你認為這種說法是錯誤的,請通過定量計算說明理由.

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如圖所示,兩根足夠長、電阻不計、間距為d的光滑平行金屬導軌,其所在平面與水平面的夾角為θ,導軌平面內的矩形區域abcd內存在有界勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于導軌平面向上,abcd之間相距為L,金屬桿甲、乙的阻值相同,質量均為m,甲桿在磁場區域的上邊界ab處,乙桿在甲桿上方與甲相距L處,甲、乙兩桿都與導軌垂直.靜止釋放兩桿的同時,在甲桿上施加一個垂直于桿平行于導軌的外力F,使甲桿在有磁場的矩形區域內向下做勻加速直線運動,加速度大小為a2gsin θ,甲離開磁場時撤去F,乙桿進入磁場后恰好做勻速運動,然后離開磁場.

(1)求每根金屬桿的電阻R.

(2)從釋放金屬桿開始計時,求外力F隨時間t變化的關系式,并說明F的方向.

(3)若整個過程中,乙金屬桿共產生熱量Q,求外力F對甲金屬桿做的功W.

 

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如圖所示,兩根足夠長、電阻不計、間距為d的光滑平行金屬導軌,其所在平面與水平面的夾角為θ,導軌平面內的矩形區域abcd內存在有界勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于導軌平面向上,ab與cd之間相距為L,金屬桿甲、乙的阻值相同,質量均為m,甲桿在磁場區域的上邊界ab處,乙桿在甲桿上方與甲相距L處,甲、乙兩桿都與導軌垂直.靜止釋放兩桿的同時,在甲桿上施加一個垂直于桿平行于導軌的外力F,使甲桿在有磁場的矩形區域內向下做勻加速直線運動,加速度大小為a=2gsin θ,甲離開磁場時撤去F,乙桿進入磁場后恰好做勻速運動,然后離開磁場.

(1)求每根金屬桿的電阻R.
(2)從釋放金屬桿開始計時,求外力F隨時間t變化的關系式,并說明F的方向.
(3)若整個過程中,乙金屬桿共產生熱量Q,求外力F對甲金屬桿做的功W.

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