如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,导轨的电阻不计。导轨顶端M、P两点间接有滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。一根质量为m、电阻不计的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好。空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器的滑片,使得滑动变阻器接入电路的阻值为2R,让ab由静止开始沿导轨下滑。重力加速度大小为g。
(1)求ab下滑的最大速度vm;
(2)求ab下滑的速度最大时,定值电阻上消耗的电功率P;
(3)若在ab由静止开始至下滑到速度最大的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为Q,求该过程中ab下滑的距离x。
(1)求ab下滑的最大速度vm;
(2)求ab下滑的速度最大时,定值电阻上消耗的电功率P;
(3)若在ab由静止开始至下滑到速度最大的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为Q,求该过程中ab下滑的距离x。
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更新时间:2021-08-23 11:36:02
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角
的斜面上,其电阻不计,间距为
。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界为
,区域Ⅰ和Ⅱ中的匀强磁场B的方向分别垂直斜面向下和垂直斜面向上,磁感应强度大小均为
,
将质量为
、电阻为
的导体棒
放在导轨上的区域Ⅰ中,
刚好不下滑。再在区域Ⅱ中将质量为
、电阻为
的光滑导体棒
从导轨上由静止开始下滑。
棒始终处于区域Ⅱ中,两棒与导轨垂直且与导轨接触良好,g取
。
(1)求
棒所受最大静摩擦力,并判断
棒下滑时
棒中电流的方向;
(2)
棒刚要向上滑动时,
棒的速度大小v;
(3)若从
棒开始下滑到
棒刚要向上滑动的过程中,装置中产生的总热量为
,求此过程中
棒下滑的距离x。(此小题保留三位有效数字)
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(1)求
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(2)
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(3)若从
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,两根相距为
且水平放置的平行光滑金属直导轨
、
,
、
间接有一定值电阻
,导轨电阻忽略不计。
为放在
和
上的一长度也为
的金属棒,与
垂直,其电阻为
。整个装置处于磁感应强度大小为
、方向竖直向下的匀强磁场中,现对
施力使它沿导轨以速度
向右匀速运动。导线框中感应电流所产生的磁场可以忽略不计。求:
(1)金属棒产生的感应电动势的大小;
(2)使金属棒
保持向右匀速运动所需施加的沿速度
方向的外力大小;
(3)外力做功的功率。
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(1)金属棒产生的感应电动势的大小;
(2)使金属棒
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(3)外力做功的功率。
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如甲图所示,两相距L=1m的平行金属导轨固定于水平面上,导轨左端与阻值R=1Ω的电阻连接,导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场.质量m=0.1kg的金属杆垂直置于导轨上,与导轨接触良好,导轨与金属杆的电阻可忽略.杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动,并始终与导轨垂直,其v-t图像如图所示.在10s末撤去拉力,同时磁感应强度随时间变化,使金属杆中电流为零.金属杆运动过程中与导轨间摩擦力保持不变.求:
(1)金属杆所受的拉力的大小;
(2)0-10s内匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)10s-15s内,磁感应强度B与时间t的关系式.
(1)金属杆所受的拉力的大小;
(2)0-10s内匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)10s-15s内,磁感应强度B与时间t的关系式.
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,电阻
为
的导体棒ab沿光滑导线框向右做匀速运动,线框中接有电阻R为
。线框放在磁感应强度B为
的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度
,运动的速度
。线框的电阻不计。
(1)电路abcd中哪部分相当于电源?电动势多大?哪个位置相当于电源的正极?
(2)ab棒向右运动时所受的安培力有多大?
(3)ab棒所受安培力的功率有多大?电阻R的发热功率有多大?电阻Rab发热功率有多大?从能的转化和守恒角度说一说这三个功率关系的含义。
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(1)电路abcd中哪部分相当于电源?电动势多大?哪个位置相当于电源的正极?
(2)ab棒向右运动时所受的安培力有多大?
(3)ab棒所受安培力的功率有多大?电阻R的发热功率有多大?电阻Rab发热功率有多大?从能的转化和守恒角度说一说这三个功率关系的含义。
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】如图所示,平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角
=30°,导轨间距为L=0.5m,上端接有R=3Ω的电阻,在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁场区域为OO′O1O1′,磁感应强度大小为B=2T,磁场区域宽度为d=0.4m,放在轨道的一金属杆ab质量为m=0.08kg、电阻为r=2Ω,从距磁场上边缘d0处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度v=2m/s。两轨道的电阻可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,重力加速度大小为g=10m/s2,求:
(1)金属杆距磁场上边缘的距离d0;
(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q;
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
(1)金属杆距磁场上边缘的距离d0;
(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q;
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/7/11/1986004810579968/1987744630571008/STEM/4a0d4fff-85fb-45d2-823a-ab275a9991b6.png)
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