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 > 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:495 题号:13114301
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Rcd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abcd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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【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。
2022-03-13更新 | 832次组卷
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【推荐2】如图甲,电阻不计的轨道平行放置,与水平面的倾角间的匀强磁场竖直向下,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,。求:
(1)棒的加速度大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)若前做功,求前内电路产生的焦耳热;
(4)棒达到最大速度所需的时间。
2021-09-03更新 | 489次组卷
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【推荐3】如图,MNPQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,MP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
2019-12-31更新 | 154次组卷
共计 平均难度:一般