如图所示,间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨(电阻不计)与水平面成θ=30°角放置,导轨上端连有阻值R=2Ω的电阻和理想电流表,磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面。现有质量m=1kg、长度略大于L的金属棒,以初速度v0=10m/s从导轨上某一位置PP′开始沿导轨向上滑行,金属棒垂直导轨且与导轨接触良好,金属棒在导轨间的电阻r=2Ω,与此同时对金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外力F,以保证金属棒匀减速上滑,已知棒向上运动的过程中,电阻R上的电压均匀变化(每1s内变化2V),g取10m/s2。求:
(1)电流表读数的最大值
(2)棒的加速度和外力F的最大值;
(3)棒向上运动的最大距离和该过程中电阻R上通过的电量。
(1)电流表读数的最大值
(2)棒的加速度和外力F的最大值;
(3)棒向上运动的最大距离和该过程中电阻R上通过的电量。
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更新时间:2020-04-25 06:58:28
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【推荐1】如图所示,两条足够长的平行金属导轨PQ、EF倾斜放置,间距为L,与水平方向夹角为θ。导轨的底端接有阻值为R电阻,导轨光滑且电阻不计。现有一垂直导轨平面向上的匀强磁场大小为B,金属杆ab长也为L,质量为m,电阻为r,置于导轨底端。给金属杆ab一平行导轨向上的初速度v0,经过一段时间后返回底端时已经匀速。金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求
(1)金属杆ab刚向上运动时,流过电阻R的电流方向;
(2)金属杆ab返回时速度大小及金属杆ab从底端出发到返回底端电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属杆ab从底端出发到返回底端所需要的时间。
(1)金属杆ab刚向上运动时,流过电阻R的电流方向;
(2)金属杆ab返回时速度大小及金属杆ab从底端出发到返回底端电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属杆ab从底端出发到返回底端所需要的时间。
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【推荐2】如图所示,电阻不计的“∠”型足够长且平行的导轨,间距L=1 m,导轨倾斜部分的倾角θ=53°,并与定值电阻R相连.整个空间存在着B=5 T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场.金属棒ab、cd的阻值Rab=Rcd=R,cd棒质量m=1 kg.ab棒光滑,cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/9/1920343661903872/1921187584229376/STEM/46985520a35a4c83947ca0f8d7b1abfc.png?resizew=197)
(1)ab棒由静止释放,当滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动.求这一时刻ab棒中的电流;
(2)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,分析ab棒质量应满足的条件;
(3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数μ≠0.3,ab棒无论质量多大,从多高位置释放,cd棒始终不动.求cd棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件.
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(1)ab棒由静止释放,当滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动.求这一时刻ab棒中的电流;
(2)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,分析ab棒质量应满足的条件;
(3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数μ≠0.3,ab棒无论质量多大,从多高位置释放,cd棒始终不动.求cd棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件.
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【推荐1】冲击电流计属于磁电式检流计,它可以测量短时间内通过冲击电流计的脉冲电流所迁移的电量,以及与电量有关的其他物理量测量(如磁感应强度)。已知冲击电流计D的内阻为R,通过的电量q与冲击电流计光标的最大偏转量
成正比,即
(k为电量冲击常量,是已知量)。如图所示,有两条光滑且电阻不计 的足够长金属导轨MN和PQ水平放置,两条导轨相距为L,左端MP接有冲击电流计D,EF的右侧有方向竖直向下的匀强磁场。现有长度均为L、电阻均为R的导体棒ab与cd用长度也为L的绝缘杆组成总质量为m的“工”字型框架。现让“工”字型框架从EF的左边开始以初速度
(大小未知)进入磁场,当cd导体棒到达EF处时速度减为零,冲击电流计光标的最大偏转量为d,不计导体棒宽度,不计空气阻力,试求:
(1)在此过程中,通过ab导体棒的电荷量
和磁场的磁感应强度B的大小;
(2)在此过程中,“工”字型框架产生的总焦耳热Q;
(3)若“工”字型框架以初速度
进入磁场,求冲击电流计光标的最大偏转量
。
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(1)在此过程中,通过ab导体棒的电荷量
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(2)在此过程中,“工”字型框架产生的总焦耳热Q;
(3)若“工”字型框架以初速度
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(0.4)
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【推荐2】如图1所示,间距
的足够长倾斜导轨倾角
,导轨顶端连一电阻
,左侧存在一面积
的圆形磁场区域B,磁场方向垂直于斜面向下,大小随时间变化如图2所示,右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场
,一长为
,电阻
的金属棒ab与导轨垂直放置,
至
,金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上,之后金属棒ab开始沿导轨下滑,经过足够长的距离进入
,且在进入
前速度已经稳定,最后停止在导轨上。已知
左侧导轨均光滑,
右侧导轨与金属棒间的摩擦因数
,取
,不计导轨电阻与其他阻力。求:
(1)金属棒ab的质量;
(2)金属棒ab进入
时的速度大小;
(3)已知棒ab进入
后滑行
的距离停止,求在此过程中通过电阻R的电荷量和整个回路产生的焦耳热。
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(1)金属棒ab的质量;
(2)金属棒ab进入
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(3)已知棒ab进入
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(0.4)
【推荐3】如图所示,两根相互平行的水平导轨间距为L=0.2m,其中Ⅰ区为光滑金属导轨;Ⅱ区为粗糙绝缘导轨,长度为s=0.5m,棒与绝缘杆之间的动摩擦因数为μ=0.3,Ⅲ区为足够长的光滑金属导轨,两段金属导轨电阻不计。有三根长为L=0.2m、质量均为m=0.6kg的金属棒P、S、T与导轨垂直放置,其中P静止放在Ⅰ区,S静止放在Ⅱ区末端,T静止放在Ⅲ区;整个水平导轨处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B1=10.0T。通过导线、开关将导轨与一磁流体发电机中水平放置的平行金属板A、B相连,A、B板间间距为d=0.1m,处于磁感应强度为B0=0.4T的匀强磁场中。将一束不计重力的等离子体以相同速度v0=100m/s从A、B板间垂直磁场方向连续喷入磁场,闭合开关,当P棒的速度达到稳定后,进入Ⅱ区,继续运动与S棒发生弹性碰撞,到最终稳定时S、T棒始终未相碰,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)磁流体发电机稳定发电时产生的电动势U;
(2)P棒从静止到速度达到稳定的过程中通过它的电荷量q;
(3)最终S、T棒产生的总焦耳热Q。
(1)磁流体发电机稳定发电时产生的电动势U;
(2)P棒从静止到速度达到稳定的过程中通过它的电荷量q;
(3)最终S、T棒产生的总焦耳热Q。
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