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(17分)如图甲所示,为间距=0.5m足够长的粗糙平行导轨,,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角=37°,间连接有一个的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为.将一根质量为=0.05kg、内阻为的金属棒紧靠放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至处时刚好达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量=0.2C,且金属棒的加速度与速度的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行。(取=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)金属棒的内阻;(2)金属棒滑行至处的过程中,电阻上产生的热量。

题8图

 

(1)  (2)

解析试题分析:(1)当时,由牛顿第二定律:①  解得
时,由平衡条件 ② 
 ③
联立①②③解得
(2)从静止释放到速度稳定的过程中,电量 ④
解得:
由能量守恒 ⑤ 解得
电阻R产生的热量
考点:本题考查了牛顿第二定律、平衡条件、能量守恒定律、电量和热量、欧姆定律.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,A、B都是很轻的铝环,分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕中间竖直轴在水平面内转动,环A是闭合的,环B是断开的。若用磁铁N极分别接近这两个圆环,则下面说法中正确的是

A. 接近A环时,A环将靠近磁铁             B. 接近A环时,A环将远离磁铁
C. 接近B环时,B环将靠近磁铁             D. 接近B环时,B环将远离磁铁

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

(6分)如图所示是继电器的原理图,A为常闭触点,B为常开触点,当在接线柱2、3间通入一定的电流时,电磁铁便使衔铁P脱离A而与B接触,从而达到控制电路的目的.接线柱____  ________与有电源的热敏电阻串联.接线柱___________与外电路串联,即可在温度过高时切断外电路,实现对外电路的自动控制.若要求切断此电路的同时接通另一个外电路,则需要接通的电路应连在____________两个接线柱上.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

如图所示,在与匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的导线框。在它上面搁置另一根与垂直的直导线紧贴,并以平行于的速度从顶角开始向右匀速滑动。设线框和直导线单位长度的电阻为,磁感强度为,则回路中的感应电流的方向为________(填“顺时针”或“逆时针”),感应电流的大小为________________。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在竖直平面内一足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,放置在磁感应强度为B1=5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向里,一质量为m=0.8kg的金属棒ab,垂直于MN、PQ紧贴在导轨上并与导轨接触良好,其接入在导轨间的电阻r=1Ω。金属导轨上端连接右侧的电路。R1=1.0Ω,R2=1.5Ω。R2两端通过细导线连接质量M=0.12kg的正方形金属框cdef,正方形边长L2=0.2m,每条边的电阻r0=1.0Ω,金属框处在一方向垂直纸面向里的磁感应强度B2=3T的匀强磁场中。现将金属棒由静止释放,不计其他电阻及摩擦,g取10m/s2。

(1)将K断开,求棒下滑过程中达到的最大速率vm以及速率达到0.5vm时棒的加速度大小;
(2)将开关K闭合后,从棒释放到细导线刚好没有拉力的过程中,棒上产生的电热为2J,求此过程棒下滑的h。(结果保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,一边长为a的正方形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面向里,导线框的左端通过导线接一对水平放置的金属板,两板间的距离为d,板长l=3d。t=0时,磁场的磁感应强度从B0开始均匀增加,同时,在金属板的左侧有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中线向右射入两板间,恰好从下板的边缘射出,忽略粒子的重力作用。求:

(1)两板间的电势差;
(2)粒子从两板间离开瞬间,磁感应强度B的大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连有定值电阻R,框架平面与水平面之间的夹角为θ,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B 。导体棒ab的质量为m,电阻不计,垂直放在导轨上并由静止释放,重力加速度为g.求:

(1)导体棒ab下滑的最大速度;
(2)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为,质量分别为的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:

(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能达到的最大速度

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg.电阻为1.0的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2

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