两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接

题目:

两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接,金属棒和导轨接触良好,重力加速度为g,如图所示.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(  )
两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接
A. 金属棒在最低点的加速度小于g
B. 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
C. 当弹簧弹力等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大
D. 金属棒在以后运动过程中的最大高度等于静止释放时的高度

解答:

A:释放时,金属棒只受重力,金属棒的加速度a=g,如果没有磁场时,根据简谐运动规律可知,金属棒在最低点时的加速度应与释放时的加速度相等,即a=g,有磁场时,由于电磁感应,金属棒下落过程中会受到安培力的阻碍作用,所以金属棒下落的高度小于没有磁场时下落的高度,因此金属棒在最低点的加速度小于g,所以A正确;
B:根据能量守恒定律可知,金属棒减少的重力势能应等于回路产生的热量与弹簧增加的弹性势能之和,即产生的热量小于金属棒减少的重力势能,所以B错误;
C:根据牛顿第二定律分析可知,当金属棒受到的重力等于弹簧弹力与金属棒受到的安培力之和时,金属棒的速度最大,所以C错误;
D:如果没有磁场,即没有电磁感应中产生的电能时,金属棒仍能回到释放时的位置,所以有磁场时,由于回路中会产生电能,所以金属棒不能回到释放时的高度,所以D错误.
故选:A

试题解析:

本题A的关键是假设没有磁场时,借助简谐运动规律可知金属棒在最低点时的加速度与释放时的加速度相等,由于磁场存在,金属棒会受到安培力作用,从而可知金属棒下落的高度小于没有磁场时下落的高度,即加速度应小于g;题B的关键是根据能量守恒定律即可求解;题C的关键是通过对金属棒进行受力分析可知,当金属棒受到的重力等于弹簧弹力与金属棒受到的安培力之和时速度最大;题D的分析同A一样,假设没有磁场时,金属棒可以回到释放是高度,有磁场时,由于有电能产生,金属棒不能回到释放时的高度.

名师点评:

本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;安培力.
考点点评: 应明确:①遇到“弹簧振子”类问题,注意简谐运动的条件;②涉及到电磁感应中的能量问题,应用能量守恒定律进行分析;③对变速运动的动态分析问题,当加速度为零时速度最大.


分类: 物理作业
时间: 10月13日

与《两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接》相关的作业问题

  1. 两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接

    你题目没写全,第一问不清楚.对于第二问,平衡后的瞬间,二力一个变大一个变小,但是弹力的变化比安培力更快.这是因为安培力是跟速度成正比,而弹力和位移成正比,位移随时间的变化要比速度更快(从函数的次数上,位移随时间的函数次数必然比速度的多一次) 再问: "从函数的次数上,位移随时间的函数次数必然比速度的多一次"没看懂。 A
  2. 如图,两根足够长光滑平行金属导轨、倾斜放

    把两金属板设为电容C假设金属棒在某处开始匀速下滑 速度设为v此时金属棒切割磁感线产生的电动势为E=BLv 且电容两端的电压U等于E=BLv 则金属棒匀速下滑的过程电动势E=BLv 不变故金属棒与电容间的电势差为0即没有金属棒没有对电容充电的电流了电路没有电流,自然没有安培力则金属棒在沿斜面方向只有重力的分量了金属棒加速
  3. 2013•徐汇区一模)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°,导轨电阻不

    ab,cd都在时,两者产生的感应电动势相互抵消,回路不产生焦耳热ab离开磁场后就只有cd棒在切割磁感线了.而安培力又做负功,且此时大于重力,所以一开始加速度方向向上,而后安培力随速度变化越来越小,最终等于重力相同.
  4. 如图甲所示,两根足够长的平行金属导轨M、N相距L,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,

    乙图是直线图吗,t2在哪个位置,把图传过来吧 再问: 图来了 再答: (1) t=0时电荷静止 故有F-mg=0 F=qE E=U/d U=BLV 解得V= mgd/qBL 由于上极板带负电故 v水平向左 (2)由图像知t1-t2时刻,电荷做匀加速运动 故电荷所受力恒定 即所受电场力恒定 所以电压恒定 进而v恒定 即匀
  5. 把一个质量M=1KG的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上AB两个固定点连接,绳ab都是1米AB长度1点6米,求

    设AB中点为O,∠mAO=θ,AO=1/2AB=0.8m cosθ=AO/a=0.8/1=0.8 所以 tanθ=0.75 圆周运动半径mO=r=a*sinθ=1*3/5=0.6m当b绳刚好拉直时,重力和a绳的拉力的合力作为向心力,所以:tanθ=F向/mg F向=mg*tanθ (1)F向=mrω^2 (2)联立(1
  6. 如图所示把一个质量m=1kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆AB两个固定点连接,

    设:b被拉直但无弹力时,角速度为ω几何关系得到,圆周运动半径R=√[a²-(AB/2)²]=0.6mmg与a绳拉力的合力为向心力F向/mg=R/(AB/2);F向=2mgR/ABF向=mω²Rmω²R=2mgR/ABω²=2g/AB=20/1.6ω=5√2 /
  7. 如图所示,两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路.导体

    A、剪断细线后,导体棒在运动过程中,由于弹簧的作用,导体棒ab、cd反向运动,穿过导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路的磁通量增大,回路中产生感应电动势,故A正确.B、导体棒ab、cd电流方向相反,根据左手定则,所以两根导体棒所受安培力的方向相反,故B错误.C、两根导体棒和弹簧构成的系统在运动过程中是合外力为0.所以系统
  8. (2014•淮安模拟)如图所示,两根足够长相距为L=1m的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角α=53°,导轨处在竖直向

    (1)由动能定理有:mgx0sinα=12mv20解得:v=2gx0sinα=2×10×1×0.8=4m/s               (2)棒ab产生的感应电动势:E
  9. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图)

    你的图不在这里,所以某些信息不清楚,问别人问题,要有点诚意,既然题目有如图所示,你得把图弄上来.后来看到你的图了,你第二个等式安培力好像没有除以R,此外,你看错了,当v=8时,F=6
  10. 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l .导轨上面横放着两根导体棒ab和cd ,构成矩形回路

    (1)在这个过程中,cd做初速度为0的变加速运动,ab做初速度为v0的变减速运动,在同一时刻两导轨的加速度值绝对值相等.当两导轨的运动相对静止时,速度皆为v0/2,(说明一下,这两个导轨的速度该改量大小相等,一个速度减少多少另一个就增加多少,所以平衡的时候速度为v0/2,这时候磁通量不变,达到平衡)热量E=1/2*m*
  11. 如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩

    (1)从开始到两棒达到相同速度v的过程中,两棒的总动量守恒,有 mv0=2mv,得v=12v0根据能量守恒定律,整个过程中产生的焦耳热 Q=12mv20−12(2m)v2=14mv20在运动中产生的焦耳热最多是14mv20(2)设ab棒的速度变为34v 0时,cd棒的速度为v',则由动量守
  12. 水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图

    (1)由部分电路欧姆定律I=UR①金属杆所受安培力F安=BIL②由于金属杆匀速运动F安=F③从U-F图象中取一点F=8N U=8V④由①②③④式解得B=1T(2)当F=2.5N时,由图象可得U=2.5V⑤据闭合电路欧姆定律得E=U+URr⑥金属杆产生的感应电动势   E=BLv 
  13. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(图1)

    (1)金属杆在匀速运动之前,竖直方向上受力平衡,水平方向受到拉力F和向左的滑动摩擦力f及安培力F安,由F安=B2L2vR知,安培力大小与速度大小成正比,开始阶段,拉力大于安培力和滑动摩擦力之和,金属杆做加速运动,随着速度的增大,安培力增大,合力减小,加速度减小,故金属杆在匀速运动之前做加速度减小的变加速直线运动.(2)
  14. 如图所示,与 为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为 .、 、 、 为相同的弧形导轨; 、 为足够长的水平导轨.导轨

    根据其运动方向可以知道其安培力方向.因为安培力始终阻碍导棒运动.所以安培力方向和其运动方向相反.根据左手定则很容易判断其电流方向.(没有图,只是说下思路)电阻定义式R=电阻率*l/s.所以很容易求的导棒B的电阻.运动过程中,只有重力做功.所以用能的守恒及转化.mgh-Q=1/2mv方再说下..楼下的那位..你脑子进P了
  15. 如图所示,两根足够长固定平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R=20Ω的电阻,导轨电阻忽略不计

    (1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中,金属棒ab机械能的减少量 △E=mgh−12mv2=2.8J ①(2)速度最大时,金属棒ab产生的电动势e=BLv ②产生的感应电流  I=er+R2   ③此时棒所受的安培力  F=BIL&nbs
  16. 在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中,

    棒静止说明b棒受力平衡,即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡,a棒匀速向上运动,说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡,c匀速下降则c所受重力和绳的拉力大小平衡.由b平衡可知,安培力大小F安=mgsinθ,由a平衡可知F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ,由c平衡可知F绳=mcg
  17. 如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于倾角Φ=30°的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R=10Ω的电阻,导轨自身电阻

    1.解 E=Blv=B h v cot30=3√3VI=E/R=0.3√3AF=BIL=0.3√3NW=Gh-Fhcot30=2.1J2.解 t=Φ/E=Lh/sin30E=(4√3)/3sQ=I^2Rt=3.6√3J其实挺简单的,属于基础题 再问: 跟摩擦力没关系吗?
  18. 如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角是θ,在整

    是如下图所示吧!ab中感应电流方向由a到b对的.ab受到的安培力,是原磁场对ab中感应电流的作用力,它的方向应由左手定则来判断:手心向下和原磁场B的方向垂直、四指表示ab中感应电流方向,所以是由a指向b的.大拇指就只能沿斜面向上指了.大拇指的指向就是安培力的方向,所以安培力的方向就是沿斜面向上了! 再问: 手心向下和原
  19. 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的

    (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma    ①由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2          ②故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2.