如图甲所示,两条相距L的光滑平行金属导轨,倾角,下端接有阻值为R的电阻,在区域存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小随时间t的变化的图像如图乙。在金属棒上方区域也存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B。一与导轨垂直的金属棒A置于两导轨上,质量为m,电阻忽略不计,通过轻绳与物块相连,光滑小滑轮质量不计,轻绳与斜面平行。物块距地面高度为2h,,金属棒A初始位置距为h,时刻释放物块,物块开始向下加速运动,金属棒运动时间恰好到,进入区域匀速运动,物块落地后连接金属棒的绳端断开,此时撤去区域磁场,金属棒上升到速度减为零,返回运动到时速度为v。求:
(1)金属棒开始运动回路中感应电流的大小;
(2)从到金属棒离开时,流过电阻R的电荷量的绝对值;
(3)金属棒下落过程,通过处所用的时间。
(1)金属棒开始运动回路中感应电流的大小;
(2)从到金属棒离开时,流过电阻R的电荷量的绝对值;
(3)金属棒下落过程,通过处所用的时间。
更新时间:2022-04-14 15:12:09
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【推荐1】每个快递入库时都会贴一张电子标签,以便高效仓储、分拣。如图(a)所示,某快递表面的标签上固定了一个横放的“日”字形线圈,在入库时快递与传送带一起以水平恒定速度穿过磁感应强度为B,方向竖直向下且宽为L的有界匀强磁场,磁场边界与CD边平行。传送带连接的传感器可以采集到快递受到的摩擦力。已知线圈短边CD长为L,长边CG长为2L,E、F为两长边的中点。电阻,,其余部分电阻不计。问:
(1)CD边刚进磁场时,判断CD中感应电流的方向。
(2)EF边在磁场中时,快递受到的摩擦力f。
(3)整个“日”字形线圈穿过磁场的过程中,线圈所受安培力做的总功。
(4)取CD边中D到C的电流方向为正,请在图(b)中画出“日”字形线圈穿过磁场的过程中,流过CD边的电流与位移x的关系图像。(不需要分析过程)
(1)CD边刚进磁场时,判断CD中感应电流的方向。
(2)EF边在磁场中时,快递受到的摩擦力f。
(3)整个“日”字形线圈穿过磁场的过程中,线圈所受安培力做的总功。
(4)取CD边中D到C的电流方向为正,请在图(b)中画出“日”字形线圈穿过磁场的过程中,流过CD边的电流与位移x的关系图像。(不需要分析过程)
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【推荐2】如图所示,倾角为θ=30°、间距L=0.5m、 电阻不计的金属轨道固定放置且足够长, 沿轨道建立x轴,边界与坐标原点O在一条直线上且垂直x轴。区域:,垂直轨道平面向下;区域:(T),垂直轨道平面向上。质量为、边长均为L=0.5m的U形框由金属棒de(阻值)和两绝缘棒cd 、ef组成。另有质量为、长度、阻值的金属棒ab在离cf一定距离处获得沿斜面向下的冲量后沿轨道向下运动。金属棒ab及U形框与轨道间的动摩擦因数。
(1)ab棒释放后的短时间内比较d、e两点的电势高低。
(2)若棒ab从某处释放,同时U形框解除锁定,为使棒ab与U形框碰撞前框能保持静止,则释放ab时所加的初速度的最大值。
(3) 若棒ab在x=-0.16m处释放, 且初速度为,同时形框解除锁定,求棒ab与框发生完全非弹性碰撞后ed棒的最大位移。
(1)ab棒释放后的短时间内比较d、e两点的电势高低。
(2)若棒ab从某处释放,同时U形框解除锁定,为使棒ab与U形框碰撞前框能保持静止,则释放ab时所加的初速度的最大值。
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【推荐3】如图所示,间距为L的两光滑的“V”字型导轨位于方向竖直向上的匀强磁场中,倾角为θ的倾斜部分,与底部平滑连接.在导轨左侧通过单刀三掷开关S可分别与电源E(内阻为r)、电阻R和极板为M 和N的不带电的电容为C的电容连接.当开关掷向1,长为L、质量为m的导体棒ab恰好静止在高为h 的导轨斜面上.已知电容始终工作在额定电压范围内,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好,不计其它一切电阻,倾角θ较小,不计电磁辐射.在处理竖直向上的磁场时,可将磁场方向分解为垂直斜面方向和平行斜面方向两个分量,由于导轨光滑,可不考虑平行斜面分量对导体棒运动的影响.求:
(1)求磁感应强度的大小;
(2)S掷向2,试分析棒的运动情况,并求电阻消耗的总焦耳热;
(3)断开S,将导体棒ab放回原处,S掷向3的同时静止释放导体棒,试分析棒在左右两侧斜面上的运动情况.
(1)求磁感应强度的大小;
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【推荐1】如图所示,间距为L两根平行长直金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端接有阻值为R的电阻,一根长为L、电阻为2R的直导体棒ab垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中。ab由静止释放后沿导轨运动,下滑位移大小为s时到达cd位置并开始以最大速度vm做匀速运动。ab在运动过程中与导轨接触良好,导轨电阻及一切摩擦均不计,重力加速度大小为g。求:
(1)ab棒的质量m和ab在匀速运动过程中的热功率P;
(2)从ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q;
(3)从ab棒由静止释放到开始匀速运动整个过程所经历的时间t。
(1)ab棒的质量m和ab在匀速运动过程中的热功率P;
(2)从ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q;
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【推荐2】如图所示,两根间距为L的光滑平行金属导轨、部分固定在水平面上,之间接有阻值为R的定值电阻,轨道左端、与水平面间的夹角为,轨道间存在方向垂直导轨所在平面向上的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,两正方形磁场区域的宽度均为L。匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小为,下边缘与重合。将质量为m的金属棒垂直于导轨放在导轨左端由静止释放,金属棒进入磁场Ⅰ后恰好能做匀速直线运动,金属棒到达磁场Ⅱ的右边界时恰好停止运动。已知金属棒接入电路的电阻为R。若金属棒经过时无机械能损失,运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为g。求:
(1)释放金属棒的位置距离磁场Ⅰ上边界的距离;
(2)金属棒穿过匀强磁场Ⅱ的过程中,定值电阻R上产生的热量;
(3)匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小。
(1)释放金属棒的位置距离磁场Ⅰ上边界的距离;
(2)金属棒穿过匀强磁场Ⅱ的过程中,定值电阻R上产生的热量;
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解题方法
【推荐3】如图所示,间距为l=0.5m的两平行金属导轨由水平部分和倾角为θ=30o倾斜部分平滑连接而成。倾斜导轨间通过单刀双掷开关连接阻值R=1Ω的电阻和电容C=1F未充电的电容器。倾斜导轨和水平导轨上均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=1T。现将开关S掷向电阻,金属杆ab从倾斜导轨上端释放,达到匀速后进入水平导轨,运动过程中,杆ab与导轨始终接触良好,且保持与导轨垂直。已知杆ab长为l=0.5m,质量为m=0.25kg,电阻忽略不计,不计摩擦阻力和导轨电阻,忽略磁场边界效应。
(1)求杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小;
(2)求杆ab在水平导轨上滑行的距离;
(3)若将开关S掷向电容,金属杆ab从倾斜导轨上离低端S=5m处释放,求杆ab到达低端的时间。
(1)求杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小;
(2)求杆ab在水平导轨上滑行的距离;
(3)若将开关S掷向电容,金属杆ab从倾斜导轨上离低端S=5m处释放,求杆ab到达低端的时间。
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