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 > 电磁感应中的动量、能量问题 > 求导体棒运动过程中通过其截面的电量
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:194 题号:13091194
如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.4m。左端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=0.5T。现用与导轨平行且与金属杆垂直的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图像如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)t=10s时拉力的大小;
(2)在0~10s内,拉力F对金属杆的冲量。

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【推荐1】如图所示,PQMN为四个互相平行的竖直分界面,间距均为d=1m,PQ之间充满竖直向上的匀强磁场,MN之间充满竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B=1T。在分界面P的左侧有一边长为L=1.5m的正方形线框abcd,线框水平放置,ab边平行于分界面P,与界面P的距离也为d=1m。线框以水平初速度v0=4m/s飞出,当ab边刚好到达分界面Q时,线框的速度大小仍为v0=4m/s。已知线框由同种规格导线制成,总质量为m=1kg,总电阻为R=3Ω,重力加速度为g取10m/s2。求
(1)ab边刚好进入分界面P时,ab两点间的电势差大小以及线框加速度的大小;
(2)ab边刚好到达分界面Q时,线框产生的焦耳热以及下落的距离;
(3)改变磁感应强度,若想线框最终能竖直下落,求磁感应强度的最小值。
   
2023-07-20更新 | 419次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】某同学设计了一个电磁击发装置,其结构如图所示.间距为L=10cm的平行长直导轨置于水平桌面上,导轨中NONO′段用绝缘材料制成,其余部分均为导电金属材料,两种材料导轨平滑连接.导轨左侧与匝数为100匝、半径为5cm的圆形线圈相连,线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场.电容为1F的电容器通过单刀双掷开关与导轨相连.在轨道间MPPM′矩形区域内存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感强度为2T.磁场右侧边界PP′与OO′间距离为a =4cm.初始时金属棒A处于NN′左侧某处,金属棒B处于OO'左侧距OO'距离为a处.当开关与1连接时,圆形线圈中磁场随时间均匀变化,变化率为;稳定后将开关拨向2,金属棒A被弹出,与金属棒B相碰,并在B棒刚出磁场时A棒刚好运动到OO′处,最终A棒恰在PP′处停住.已知两根金属棒的质量均为0.02kg、接入电路中的电阻均为0.1Ω,金属棒与金属导轨接触良好,其余电阻均不计,一切摩擦不计.问:
(1)当开关与1连接时,电容器电量是多少?下极板带什么电?
(2)金属棒AB相碰后A棒的速度v是多少?
(3)电容器所剩电量Q′是多少?
2018-02-06更新 | 1011次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】如图所示,间距为L=0.4 m平行金属导轨MNPQ水平放置,其所在区域存在磁感应强度为B1=0.5 T的竖直向上的匀强磁场;轨道上cdQN的区域表面粗糙,长度为s=0.3 m,其余部分光滑。光滑导轨QEDNFC沿竖直方向平行放置,间距为L,由半径为r=m 的圆弧轨道与倾角为θ=37°的倾斜轨道在EF点平滑连接组成,圆弧轨道最高点、圆心与水平轨道右端点处于同一竖直线上;倾斜轨道间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B2=1.0 T。质量为m1=0.2 kg的金属棒ef光滑;质量为m2=0.1 kg的金属棒ab粗糙,与导轨粗糙部分的动摩擦因数为μ=0.2,两棒粗细相同、阻值均为R=0.1 Ω;倾斜轨道端点CD之间接入的电阻R0=0.3 Ω;初始时刻,ab棒静止在水平导轨上,ef棒以v0=2 m/s的初速度向右运动,当两棒的距离增加x=0.5m时,ef棒恰好到达QN位置。若不计所有导轨的电阻,两金属棒与导轨始终保持良好接触,水平轨道与圆弧轨道交界处竖直距离恰好等于金属棒直径,忽略感应电流产生的磁场及两个磁场间的相互影响,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6、cos 37°=0.8,求:
(1)两棒在水平轨道运动过程中,通过ab棒的最大电流;
(2)ab棒到QN的最小距离d
(3)初始时刻至ef棒恰好达到稳定状态的过程中系统产生的焦耳热。

2024-04-23更新 | 290次组卷
共计 平均难度:一般