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精英家教网如图1所示,两根光滑的长直金属导轨 MN、PQ平行置于同一水平面内,导轨间距L=0.2m,导轨左端接有“0.8V,0.8W’’的小灯泡,导轨处于磁感应强度为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场中.长度也为L的金属导体棒ab垂直于导轨放置,导轨与导体棒每米长度的电阻均为R0=0.5Ω,其余导线电阻不计.今使导体棒在外力作用下与导轨良好接触向右滑动产生电动势,使小灯泡能持续正常发光.
(1)写出ab的速度v与它到左端MP的距离x的关系式,并求导体棒的最小速度vmin
(2)根据v与x的关系式(图2),计算出与表中x各值对应的v的数值填入表中,然后画出v-x图线.
x/m 0 0.5 1 1.5 2
v/ms-1
分析:(1)根据公式I=
P
U
,及切割感应电动势,即可确定求解;
(2)由速度与位移的关系式,从而可确定对应的速度大小,再由描点法,作出v-x图线.
解答:解:(1)通过小灯泡的电流I=
P
U
=
0.8
0.8
A=1A
 
ab杆电动势:E=BLv=I(R+R0L+2R0x)
因此可得,v=
I(R+R0L+2R0x)
BL
=
0.8+0.1+x
0.2
=4.5+5x

导体棒的最小速度v=4.5m/s
(2)根据第(1)的结论,可得出对应的速度大小,即如下所示:
x/m 0 0.5 1 1.5 2
v/ms-1 4.5 7.0 9.5 12.0 14.5
根据数据来描点,从而作出v-x的图线,如图所示.
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答:(1)则导体棒的最小速度vmin=4.5m/s;
(2)根据v与x的关系式(图2),计算出与表中x各值对应的v的数值填入表中,然后画出v-x图线如上图.
点评:考查公式I=
P
U
的应用,掌握切割感应电动势E=BLV的各量的含义,学会由描点法作图的方法.
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R,导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=1T.现有一质量为m=0.2kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5kg的物体相连,细绳与导轨平面平行.将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动.运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触.(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图象如图2所示,请根据图中的数据计算出此时的B1

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示,两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图2甲所示.一开始为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,已知当t=2s时,F恰好为零.求:
(1)当t=2s时,磁感应强度B的大小;
(2)当t=3s时,外力F的大小和方向;
(3)当t=4s时,突然撤去外力F,当金属棒下滑速度达到稳定时,导体棒ab两端的电压为多大;
(4)请在图2乙中画出前4s外力F随时间的变化情况.精英家教网

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示,两根足够长、电阻不计的光滑金属导轨相距为L1=1m,导轨与平面成θ=30°角,上端接一个阻值为R=1.5Ω电阻;质量为m=0.2kg、阻值为r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一垂直于导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化关系如图2甲所示.开始时,为保持ab静止,在棒上加一平行于斜面的外力F,当t=2s时,F恰好为零.求:
(1)在0-3s时间内磁感应强度的变化率△B/△t=?
(2)t=2.5s时,外力F的大小及方向.
(3)在t=4s时,突然撤去外力,当金属棒在以后运动达到稳定时其两端的电压Uab=?
(4)在图2乙中画出前4s内外力F随时间的变化图象(以沿斜面向上为力的正方向)
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示,两根光滑的金属平行导轨,其所在平面与水平面成30°角.有一匀强磁场竖直向上穿过导轨平面,两根导轨的上端连接着变阻器R和直流电源,在导轨上水平放置一根重力为0.1N的金属杆,组成回路.已知磁感应强度B=0.5T,导轨间距为0.4m,电源电动势E=6V,内阻不计,杆和导轨电阻不计.要使杆ab在导轨上静止,电阻R的阻值应等于多少?

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