如图所示,在大小为B的匀强磁场区域内,垂直磁场方向的水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨,在导轨上面平放着两根导体棒ab和cd,两棒彼此平行,构成一矩形回路。导轨间距为l,导体棒的质量均为m,电阻均为R,导轨电阻可忽略不计。设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行,初始时刻ab棒静止,给cd棒一个向右的初速v0,求:
(1)当cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小;
(2)从开始运动到最终稳定,电路中产生的电能为多大?
(3)两棒之间距离增长量x的上限。
(1)当cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小;
(2)从开始运动到最终稳定,电路中产生的电能为多大?
(3)两棒之间距离增长量x的上限。
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更新时间:2020-12-14 17:01:12
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【知识点】 双杆在等宽导轨上运动问题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,两根间距为L=2m的金属导轨,电阻不计,左端与水平面倾角为θ,其余水平,水平导轨左侧CDEF区域存在竖直向上的匀强磁场I,其中CE=DF=d=2m,磁感应强度大小为B1=1T,右侧有另一竖直向下的磁场II,且右侧导轨足够长,磁感应强度大小为B2=2T。有两根质量均为m=2kg、电阻均为R=2Ω的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场II中PQ处,导轨除P、Q两处(对应的距离极短)外其余均光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的k=0.5倍,a棒从倾斜导轨AB处由静止释放,忽略CD位置的能量损失。
(1)若a棒释放的高度大于h0,则a棒进入磁场I时才会使b棒运动,请求出h0。
(2)若将a棒从高度h1=1m释放,导体棒在到达EF边界前的某点时,累计通过PQ的电荷量q=0.4C,求该点距离CD的距离x;
(3)在第(2)问中,若a棒穿出磁场I区域时速度为v1=4m/s,且当a棒进入磁场II区域时,b棒可以运动,则从开始释放a棒到最后稳定的过程中,b棒产生的热量?(a、b足够远未碰撞)
(1)若a棒释放的高度大于h0,则a棒进入磁场I时才会使b棒运动,请求出h0。
(2)若将a棒从高度h1=1m释放,导体棒在到达EF边界前的某点时,累计通过PQ的电荷量q=0.4C,求该点距离CD的距离x;
(3)在第(2)问中,若a棒穿出磁场I区域时速度为v1=4m/s,且当a棒进入磁场II区域时,b棒可以运动,则从开始释放a棒到最后稳定的过程中,b棒产生的热量?(a、b足够远未碰撞)
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,两根足够长且电阻不计的平行金属导轨与地面均成角,区域I内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,区域II内存在平行于导轨沿平面向上的匀强磁场,为I和II的分界线,两磁场的磁感应强度大小均为。质量分别为、的导体棒、相距,放置在区域I的导轨上,两棒的电阻均为,两棒的长度和导轨的间距均为。区域I的导轨光滑,区域II的导轨与棒间的动摩擦因数、与棒无摩擦。同时由静止释放两棒,棒进入区域II后恰好做匀加速直线运动。,棒与导轨接触良好,重力加速度,,。求:
(1)棒到达前的加速度大小;
(2)棒的释放处与的距离;
(3)从释放两棒到两棒相遇前相距最远的时间?
(1)棒到达前的加速度大小;
(2)棒的释放处与的距离;
(3)从释放两棒到两棒相遇前相距最远的时间?
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如图所示,平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分组成,且二者平滑连接。导轨水平部分MN的右侧区域内存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.4 T。在距离磁场左边界线MN为d=1.2 m处垂直导轨放置一个导体棒a,在倾斜导轨高h=0.8 m处垂直于导轨放置导体棒b。将b棒由静止释放,最终导体棒a和b速度保持稳定。已知导轨间距L=0.5 m,两导体棒质量均为m=0.1 kg,电阻均为R=0.1 Ω,g=10 m/s2,不计导轨电阻,导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好,忽略磁场边界效应。求:
(1)导体棒b刚过边界线MN时导体棒a的加速度大小;
(2)从初始位置开始到两棒速度稳定的过程中,感应电流在导体棒a中产生的热量Q;
(3)两棒速度稳定后二者之间的距离。
(1)导体棒b刚过边界线MN时导体棒a的加速度大小;
(2)从初始位置开始到两棒速度稳定的过程中,感应电流在导体棒a中产生的热量Q;
(3)两棒速度稳定后二者之间的距离。
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