组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 电磁感应中的能量转化 > 导体棒在导轨上运动问题 > 作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1532 题号:1114784
如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程,C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2,其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω.现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2,求:
   
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量.

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解答题 | 较难 (0.4)
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【推荐1】如图所示,足够长的光滑平行水平金属导轨与倾角的粗糙平行倾斜金属导轨相接,导轨间宽度均为,在两导轨区域内存在垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小。质量均为,电阻均为金属杆分别垂直导轨放置在导轨上,杆与导轨接触良好,杆与倾斜导轨间的动摩擦因数。倾斜导轨底端接有“2.5V,0.5A”的小灯泡和阻值范围在的滑动变阻器。杆在垂直于杆的水平外力作用下以速度匀速向左运动。不计导轨电阻及空气阻力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。求:
(1)当时,杆切割磁感线产生的感应电动势
(2)杆匀速向左运动时,若,小灯泡正常发光,通过计算分析判断杆是否滑动?
(3)杆匀速向左运动时,在杆不发生滑动的情况下,要使小灯泡能正常发光,求的取值范围。
2021-07-16更新 | 695次组卷
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【推荐2】如图所示,间距为d的光滑平行金属导轨MNCPQD由倾斜和水平两部分组成,两部分平滑连接,其中倾斜部分与水平部分的夹角为,水平部分固定在绝缘水平面上,MP间接有两定值电阻,整个空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B质量为m、长度为d、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放在导轨的水平部分,距两部分连接处QN的距离为L。现给金属棒ab一水平向左的初速度,金属棒ab在足够长的倾斜轨道上上滑的最大高度为h。已知重力加速度为g,金属棒ab始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计。求:
(1)金属棒刚开始运动时金属棒ab中电流I大小和方向;
(2)金属棒ab从开始运动到上滑至最高点的过程中通过的电量q
(3)金属棒ab从开始运动到上滑至最高点的过程中产生的热量Q
2023-10-03更新 | 434次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,相距L的平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨左端接有阻值为R的电阻,一质量为m的导体棒ab垂直放置在导轨上,在导体棒右侧处存在从左向右依次排列的三个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,磁场的磁感应强度大小分别为,区域Ⅱ的磁场方向与其他两个区域的相反,区域Ⅰ、Ⅱ的宽度分别为。现导体棒ab受到水平向右拉力F作用从静止开始向右运动,拉力F与位移x的关系如下(其中为常量):

已知导体棒运动到区域Ⅰ、Ⅱ的右边界时加速度均恰好为零,且导体棒最后能通过区域Ⅱ,整个过程导体棒始终垂直导轨且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻。
(1)求导体棒运动到区域Ⅰ右边界时的速度大小
(2)求导体棒通过区域Ⅱ的过程中,通过电阻R的电荷量q
(3)求导体棒通过区域Ⅱ所用的时间t
(4)若导体棒在刚进入区域Ⅲ与即将离开区域Ⅲ时的加速度大小之比为9:4,求导体棒从由静止开始运动到即将离开区域Ⅲ过程中,回路中产生的总热量。

   
2023-05-25更新 | 268次组卷
共计 平均难度:一般