如图所示,光滑水平导轨置于磁场中,磁场的磁感应强度为B,左侧导轨间距为L,右侧导轨间距为2L,导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置,处于静止状态。ab的电阻为R,cd的电阻为2R,两棒始终在对应的导轨部分运动。现给cd一水平向右的初速度v0,则:
(1)稳定时ab和cd棒的速度分别是多少;
(2)最终通过两导体棒的电荷量为多少;
(3)从cd获得速度直到稳定过程中系统产生的焦耳热是多少?
(1)稳定时ab和cd棒的速度分别是多少;
(2)最终通过两导体棒的电荷量为多少;
(3)从cd获得速度直到稳定过程中系统产生的焦耳热是多少?
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更新时间:2021/05/24 10:23:45
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(0.4)
名校
【推荐1】如图(a),倾角为θ=37°、间距为l=0.1m的足够长的平行金属导轨底端接有阻值为R=0.16Ω的电阻,一质量为m=0.1kg的金属棒ab垂直于导轨放置,与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。建立原点位于导轨底端、方向沿导轨向上的坐标轴x,在0.2m≤x≤0.8m区间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1.6T。从t=0时刻起,金属棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下,从x=0处由静.止开始沿斜面向上运动,其速度v与位移x、加速度与速度v的关系分别满足图(b)和图(c)。当金属棒ab运动至x2=0.8m处时,撤去外力F,金属棒ab继续向上运动。金属棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直,且与导轨接触良好,不计金属棒ab与导轨的电阻,重力加速度大小为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)当金属棒ab运动至x=0.2m处时,电阻R消耗的电功率;
(2)外力F与位移x的关系式;
(3)从金属棒ab开始运动到运动至最高点的过程中,系统产生的内能。
(1)当金属棒ab运动至x=0.2m处时,电阻R消耗的电功率;
(2)外力F与位移x的关系式;
(3)从金属棒ab开始运动到运动至最高点的过程中,系统产生的内能。
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(0.4)
【推荐2】如图甲,电阻不计的轨道与平行放置,及与水平面的倾角,与间的匀强磁场竖直向下,与间的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒和分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量,,长度与导轨间距相同,棒与导轨间动摩擦因数,现对棒施加一个方向水平向右,按图乙规律变化的力,同时由静止释放棒,则棒做初速度为零的匀加速直线运动。设棒未滑到水平导轨,取,,。求:
(1)棒的加速度大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)若前内做功,求前内电路产生的焦耳热;
(4)棒达到最大速度所需的时间。
(1)棒的加速度大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)若前内做功,求前内电路产生的焦耳热;
(4)棒达到最大速度所需的时间。
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(0.4)
【推荐3】如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为。改变电阻箱的阻值R,得到与R的关系如图乙所示。已知轨距为,重力加速度g取,轨道足够长且电阻不计。(1)杆ab下滑过程中感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小;
(2)金属杆的质量m和阻值r;
(3)当时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。
(2)金属杆的质量m和阻值r;
(3)当时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。
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(0.4)
【推荐1】两梯形光滑金属框架竖直固定在绝缘水平桌面上,两框架相距L,框架底部用两根导体棒c、d相连,每根导体棒的电阻值均为R,水平上导轨处有竖直向上的匀强磁场Bx(未知),倾斜导轨处有垂直斜面向上的匀强磁场B,水平上导轨的长度x,另有两根阻值也为R的导体棒a、b分别放在水平上导轨和倾斜导轨上,如图所示。现将导体棒a放置在水平上导轨的正中央,当导体棒a在外力作用下向左以v0匀速运动时,导体棒b恰好能静止在倾斜导轨的上端。导体棒a向左飞离导轨后,导体棒b开始下滑,经时间t恰好匀速滑离倾斜导轨。已知导体棒a、b的质量均为m,倾斜导轨的倾斜角为θ。求:
(1)水平上导轨所处磁场的磁感应强度Bx;
(2)倾斜导轨的长度s;
(3)从导体棒a开始运动到导体棒b滑离倾斜导轨的过程中,导体棒c中产生的焦耳热。
(1)水平上导轨所处磁场的磁感应强度Bx;
(2)倾斜导轨的长度s;
(3)从导体棒a开始运动到导体棒b滑离倾斜导轨的过程中,导体棒c中产生的焦耳热。
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,和为在同一水平面内足够长的金属导轨,处在磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨的段段相互平行间距。段与段也是平行的,间距为。质量均为的金属杆a、b垂直于导轨放置,一根不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆b上,另一端连接质量的重物c,重物c放置在地面上,绝缘轻绳的水平部分与平行且足够长(重物c始终不与滑轮相撞),对金属杆a施加一水平向左、大小为5N的恒力F,使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,光滑金属杆b始终在宽度为1m的窄轨部分运动,两杆与导轨构成回路的总电阻始终为,已知a杆与导轨、间的动摩擦因数为,其余摩擦均不计,重力加速度。
(1)若将重物c锁定在地面上,求金属杆a最终速度的大小;
(2)若将重物c解除锁定,从金属杆a开始运动到重物c刚要离开地面时,经历的时间为,求此过程回路产生的焦耳热Q。
(3)若将重物c解除锁定,求a杆从静止开始运动的整个过程中,回路的最大电流。
(1)若将重物c锁定在地面上,求金属杆a最终速度的大小;
(2)若将重物c解除锁定,从金属杆a开始运动到重物c刚要离开地面时,经历的时间为,求此过程回路产生的焦耳热Q。
(3)若将重物c解除锁定,求a杆从静止开始运动的整个过程中,回路的最大电流。
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(0.4)
【推荐3】如图甲所示,两个形状相同、倾角均为的足够长的斜面对接在一起,左侧斜面粗糙,右侧斜面光滑.一个电阻不计、质量m=1 kg的足够长的U形金属导轨置于左侧斜面上,导轨与斜面间的动摩擦因数,质量m=1 kg、电阻为R的光滑金属棒ab通过跨过定滑轮的轻质绝缘细线与质量为m0的滑块相连,金属棒ab与导轨接触良好且始终垂直(金属棒ab始终不接触左侧斜面),左侧斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场中.初始状态时,托住滑块,使导轨、金属棒ab及滑块组成的系统处于静止状态,某时刻释放滑块,当其达到最大速度时,导轨恰好要向上滑动.已知细线始终与斜面平行,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,重力加速度g取10 m/s2.
(1)求滑块的质量m0.
(2)以释放滑块的时刻为计时起点,滑块的速度v随时间t的变化情况如图乙所示,若匀强磁场的磁感应强度B=2 T,导轨宽度L=m,求在滑块加速运动过程中系统产生的焦耳热.
(1)求滑块的质量m0.
(2)以释放滑块的时刻为计时起点,滑块的速度v随时间t的变化情况如图乙所示,若匀强磁场的磁感应强度B=2 T,导轨宽度L=m,求在滑块加速运动过程中系统产生的焦耳热.
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