如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置(导轨电阻不计),其宽度L=1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.3Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.4Ω的金属棒ab紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图像中的OA段为曲线,AB段为直线,g取10m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响),求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)t=2s时,金属棒两端的电压;
(3)金属棒ab开始运动的2s内,电阻R上产生的热量。
(1)磁感应强度B的大小;
(2)t=2s时,金属棒两端的电压;
(3)金属棒ab开始运动的2s内,电阻R上产生的热量。
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21-22高二上·江苏苏州·期末 查看更多[5]
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更新时间:2021-01-22 17:31:21
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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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解答题
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适中
(0.65)
【推荐1】一种测量物体质量的装置,其结构如图甲、乙所示,磁极间存在着磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场.边长L=0.1m、匝数 n=100匝的正方形线圈abcd套于中心磁极并固定在托盘骨架上,总质量m0=1kg. 线圈左右两边处于磁场中,与一数字式电量表(图上未画出)连接成一个回路,回路总电阻为R=10Ω.托盘下方和磁极之间固定一劲度系数为k=10N/cm的轻弹簧.在某次测量中,一物体从轻放到托盘上到最终静止的过程中流过电量表的净电量为q=0.02C,不计摩擦和空气阻力 ,g取10m/s2.
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(1)当托盘向下运动的速度为v=0.1m/s时,求此时线圈中感应电流的大小和方向;
(2)求该物体的质量;
(3)测量中弹簧增加的弹性势能为ΔEP=0.2J,求回路产生的焦耳热Q.
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(1)当托盘向下运动的速度为v=0.1m/s时,求此时线圈中感应电流的大小和方向;
(2)求该物体的质量;
(3)测量中弹簧增加的弹性势能为ΔEP=0.2J,求回路产生的焦耳热Q.
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图甲所示,M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道,M4M5、N4N5为半径均为r=0.65m的竖直四分之一圆形光滑金属轨道,M4、N4为切点,M5、N5为轨道的最高点(与圆心等高)。轨道间距L=1.0m,整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ,两区域宽度d=0.5m,两区域之间的距离s=1.0m;区域Ⅰ内均匀分布着磁场B1,其变化规律如图(乙)所示,规定竖直向上为正方向;区域Ⅱ内分布着磁感应强度B2=0.05T匀强磁场,方向竖直向上。质量m=0.1kg、电阻R0=0.5Ω的导体棒ab在垂直于棒F=1.0N的水平恒力拉动下,从M2N2处在t=0时刻由静止开始运动,到达M3N3处撤去恒力F,ab棒穿过匀强磁场区后,恰好能到达圆形轨道的M5N5处。水平轨道与导体棒ab间的动摩擦因数μ=0.2,轨道电阻、空气阻力不计,运动过程导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直, 求:
(1)0.2s末电阻R上的电流大小及方向;
(2)ab棒刚进入B2磁场时的加速度大小;
(3)ab棒在水平直轨道上向右运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
(1)0.2s末电阻R上的电流大小及方向;
(2)ab棒刚进入B2磁场时的加速度大小;
(3)ab棒在水平直轨道上向右运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】宽度为
的足够长的平行金属导轨,导轨平面与水平面之间的夹角为
,导轨上端连接电阻
,虚线
、
、
与导轨垂直,
、
、
相邻两虚线间距均为
,
、
之间区域存在匀强磁场,磁场方向垂直轨道平面向上,如图所示。垂直于导轨水平放置一质量
、接入电阻
的金属杆
,ab与导轨间的动摩擦因数
,ab从OP斜上方
处从静止开始下滑,从
处刚进入磁场时恰好做匀速直线运动。导轨电阻不计,重力加速度为
,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(2)ab在磁场中运动过程中产生的电热Q;
(3)ab运动到
位置时的动能Ek。
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(1)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(2)ab在磁场中运动过程中产生的电热Q;
(3)ab运动到
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