如图,MN、PQ为间距为L,电阻不计的足够长平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面间夹角为,P、M间连接一个阻值为R的定值电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。一根质量为m、电阻为r的金属棒从ab位置以较大的初速度开始下滑,金属棒沿导轨向下运动,过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好。当金属棒滑行至cd处时,速度减小为,在此过程中整个电路产生的总的焦耳热为Q。求:
(1)开始下滑时金属棒两端的电压U;
(2)当金属棒滑行至cd时的加速度a;
(3)在此过程中金属棒的重力势能变化量。
(1)开始下滑时金属棒两端的电压U;
(2)当金属棒滑行至cd时的加速度a;
(3)在此过程中金属棒的重力势能变化量。
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更新时间:2021-01-16 22:32:07
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【知识点】 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量
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【推荐1】如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=1Ω,电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin=0.6,cos=0.8,取g=10m/s2。
(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR;
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,导棒沿导轨下滑的距离为x=2.0m,求电阻R上产生的焦耳热。
(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR;
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,导棒沿导轨下滑的距离为x=2.0m,求电阻R上产生的焦耳热。
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【推荐2】如图所示,两平行光滑导轨间距为d倾斜放置,其倾角为θ,下端接一阻值为R的电阻,导轨电阻不计,一质量为m,电阻为r的金属棒并用细线通过轻质定滑轮与质量为M的重物相连。垂直于导轨平面有一匀强磁场,磁感应强度为B,整个装置从静止开始释放,当金属棒轨向上运动距离L时速度达到最大。不计空气阻力,斜面和磁场区域足够大,重力加速度为g。求:
(1)金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中,通过金属棒横截面的电量。
(2)金属棒的最大速度;
(3)金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中,回路中产生的焦耳热;
(1)金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中,通过金属棒横截面的电量。
(2)金属棒的最大速度;
(3)金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中,回路中产生的焦耳热;
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