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:381 题号:12992887
距离为的两根轨道平行放置,与水平面的夹角为为两段光滑绝缘圆弧轨道(长度可忽略),除两段外其余部分均为金属,电阻可忽略不计均光滑、足够长且二者在同一水平面上,轨道的端接一个电阻,阻值大小为端接一个电阻恒为的小灯泡,所在平面内的磁场方向垂直于平面向下,磁感应强度的大小为右侧的水平内的磁场方向竖直向上,磁感应强度的大小为。长为、质量为、电阻为的导体棒从靠近端的位置由静止开始沿轨道下滑,运动到斜面中点处时恰好稳定运动。导体棒刚进入水平磁场时灯泡正常发光。棒的初始位置离水平面的高度为,导体棒与倾斜轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为,导体棒在运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求:
(1)导体棒运动至斜面中点处时流过的电流大小;
(2)导体棒从静止至运动到斜面底端过程中回路中产生的焦耳热;
(3)小灯泡的额定功率及导体棒水平磁场中运动的距离。

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,PQ是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨,间距为L,导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFGH矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻,两均匀金属棒ab分别从磁场边界EFGH进入磁场,速度大小均为时刻,流经a棒的电流为0,此时b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒ab的质量分别为2mm,电阻分别为R和2R。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,ab棒没有相碰,求:
(1)时刻a棒加速度大小;
(2)时间内,a棒产生的焦耳热。

2022-01-11更新 | 1250次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
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【推荐2】如图所示,一足够长的水平光滑金属导轨,间距,电阻不计,导轨左端接一电阻,虚线左侧区域的宽度,存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化为。虚线右侧区域内磁场方向竖直向上,磁感应强度。竖直线的右侧空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度。垂直导轨放置一导体棒cd,棒长也为,质量,电阻忽略不计,两边与水平导轨相接触。时刻闭合cd在安培力的作用下开始运动,金属棒在离开水平导轨前已经达到稳定状态,且金属棒离开导轨后,磁场保持不变,并在离开导轨后通过轻质导线把端点相连(轻质导线不会影响棒的运动),棒运动过程中不发生旋转,最后落在水平地面上,落地时与的水平距离为,竖直距离为。求:
(1)开关闭合时,导体棒cd两端电压;
(2)导体棒离开水平导轨时的速度;
(3)导体棒在磁场中运动时,电阻上产生的热量。
2021-01-03更新 | 587次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】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。
2020-04-25更新 | 243次组卷
共计 平均难度:一般