如图所示,平行且光滑的导轨ABCD和水平面EFGH平行。质量均为m,电阻均为R的导体棒a、b长度比导轨间距略长,垂直导轨静置于图示位置(b静止在导轨右边缘BC处。b的两端由二根足够长的轻质导线与导轨相连接,与a棒形成闭合回路。在BEHC右侧区域空间存在竖直向下的磁场,磁感应强度为B。当给导体棒a一个水平初速度v0后,在BC处与导体棒b发生弹性碰撞。碰撞后导体棒b飞离轨道并恰好从地面FG处离开磁场,导体棒运动过程中不会发生转动。已知导轨间距为
,导轨离地高也为
,磁场区域长度EF为s,不计其他电阻,求:
(1)导体棒b进入磁场时的速度和刚进入磁场时受到的安培力;
(2)导体棒b离开磁场时,速度与水平方向的夹角正切值;
(3)导体棒在磁场中运动过程中,回路中产生的总热量。
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(1)导体棒b进入磁场时的速度和刚进入磁场时受到的安培力;
(2)导体棒b离开磁场时,速度与水平方向的夹角正切值;
(3)导体棒在磁场中运动过程中,回路中产生的总热量。
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更新时间:2022-06-25 20:14:21
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【知识点】 双杆在等宽导轨上运动问题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,高度h=0.45m的弧形导轨与平直导轨平滑连接,轨道宽度为l=0.5m;在虚线右侧的平直导轨部分有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B=1T。质量为m2=0.2kg、长为l、电阻为R2=1Ω的导体棒cd垂直放置在直导轨上,质量为m1=0.1kg、长为l、电阻为R1=0.5Ω的导体棒ab从弧形轨道顶端由静止释放,两导体棒最终相对静止,此过程中两导体棒没有接触。不计一切摩擦,g=10m/s2,求:
(1)从开始释放ab到两导体棒相对静止的过程中,导体棒ab中产生的焦耳热Q1;
(2)从ab进入磁场到两导体棒相对静止的过程中,ab相对cd发生的位移s。
(1)从开始释放ab到两导体棒相对静止的过程中,导体棒ab中产生的焦耳热Q1;
(2)从ab进入磁场到两导体棒相对静止的过程中,ab相对cd发生的位移s。
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图,平行光滑金属双导轨
和
,其中
和
为
的
光滑圆轨道,
和
为对应圆轨道的圆心,
、
在
、
正下方且为圆轨道和水平轨道的平滑连接点,
和
为足够长的水平轨道,水平轨道处于竖直向上
的匀强磁场中,导轨间距
;两导体棒a、b始终垂直于两导轨且与导轨接触良好;a、b的质量均为
,电阻均为1Ω,导轨电阻不计。初始时刻,b静止在水平导轨上,a从与圆心等高的
处静止释放,a、b在以后运动的过程中不会发生碰撞(
)。求:
(1)导体棒a从
进入磁场时,导体棒中电流大小;
(2)最后导体棒a、b的速度大小;
(3)整个过程中,通过导体棒b的电荷量为多少。
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(1)导体棒a从
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(2)最后导体棒a、b的速度大小;
(3)整个过程中,通过导体棒b的电荷量为多少。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/5/2764692138655744/2765296382156800/STEM/2c3c92cf-88fc-4c04-917c-ed582f487b54.png?resizew=376)
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,若两导体棒在运动中始终不接触,求:
(1)棒ab刚开始运动时,棒cd的加速度多大;
(2)当ab棒的速度变为初速度的
时,cd棒的速度是多大 (两金属棒所受的安培力可视为两金属棒间的相互作用力);
(3)在(2)问的情况下,cd棒的加速度大小和方向。
(1)棒ab刚开始运动时,棒cd的加速度多大;
(2)当ab棒的速度变为初速度的
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(3)在(2)问的情况下,cd棒的加速度大小和方向。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/12/1858691377586176/1861863086350336/STEM/8696c9958f204fd4b570773cd25e3217.png?resizew=190)
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