光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中,轨道宽,一导体棒长也为,质量,电阻静止在导轨上,它与导轨接触良好。当开关与a接通时,电源可提供恒定的电流,电流方向可根据需要进行改变,开关与b接通时,电阻,若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成,求:
①当棒中电流由M流向N时,棒的加速度的大小和方向是怎样的;
②当开关始终接a,要想在最短时间内使棒向左移动而静止,则棒的最大速度是多少;
③要想棒在最短时间内向左移动而静止,则棒中产生的焦耳热是多少。
①当棒中电流由M流向N时,棒的加速度的大小和方向是怎样的;
②当开关始终接a,要想在最短时间内使棒向左移动而静止,则棒的最大速度是多少;
③要想棒在最短时间内向左移动而静止,则棒中产生的焦耳热是多少。
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更新时间:2022-07-15 09:28:37
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(0.65)
【推荐1】如图所示,MN、PQ两条足够长平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,导轨间距L=0.5m,M、P接入最大阻值为10Ω的滑动变阻器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B=2.0T。质量为m=0.5kg的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的阻值为r=1.0Ω。现从静止释放杆ab,已知重力加速度g取10m/s2,轨道足够长且电阻不计,忽略空气阻力。
(1)当滑动变阻器R调整到4Ω时,求导体棒下滑的最大速度;
(2)当滑动变阻器R调整到9Ω时,金属杆自静止下滑s=250m时已经开始匀速下滑,求下滑250m所用时间t。
(1)当滑动变阻器R调整到4Ω时,求导体棒下滑的最大速度;
(2)当滑动变阻器R调整到9Ω时,金属杆自静止下滑s=250m时已经开始匀速下滑,求下滑250m所用时间t。
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【推荐2】如图所示,两根倾角为、间距为的足够长的光滑金属导轨,导轨下端连接一个电阻。导轨所在空间有垂直于两导轨平面、方向斜向上的匀强磁场。在导轨下端与导轨垂直放置一个质量为m的导体棒。取导轨下端为坐标原点、沿导轨斜向上建立坐标轴。从0时刻起,导体棒在沿轴正方向的外力作用下由静止开始沿导轨向上运动,拉动过程速度与位移满足(由此可导出),其中为已知常数。导体棒运动至处时,电阻的电功率为。此时撤去外力,导体棒继续运动至某时刻后做匀速运动。运动过程中导体棒始终与导轨垂直,不计其他电阻。求:
(1)磁场磁感应强度的大小;
(2)外力撤去之前,外力与的关系式;
(3)在导体棒的全部运动过程中,电阻上产生的焦耳热。
(1)磁场磁感应强度的大小;
(2)外力撤去之前,外力与的关系式;
(3)在导体棒的全部运动过程中,电阻上产生的焦耳热。
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适中
(0.65)
【推荐3】如图所示,为质量的“U”形导轨(电阻不计),放在光滑绝缘的、倾角为的固定斜面上,绝缘光滑的立柱、垂直于斜面固定,质量的金属棒PQ平行于边压在导轨和立柱、上,导轨和金属棒都处于匀强磁场中,磁场以OO′为界,OO′上方的磁场方向垂直于斜面向上,下方的磁场方向沿斜面向下,磁感应强度大小都为。导轨的段长,棒单位长度的电阻为,金属棒与“U”导轨始终接触良好且两者间的动摩擦因数,设导轨和斜面都足够长(设导轨段在运动过程中不会运动到处),将导轨无初速释放,(取,,,图中的、、OO′、彼此平行且处在水平方向),求:
(1)导轨运动的最大加速度;
(2)导轨运动的最大速度。
(1)导轨运动的最大加速度;
(2)导轨运动的最大速度。
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名校
【推荐1】如图所示,固定于水平面的U形导体框处于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中,导体框两平行导轨间距为,左端接一电动势为、内阻为的电源。一质量为、电阻为的导体棒垂直导体框放置并接触良好。闭合开关S,导体棒从静止开始运动。忽略一切阻力和导体框的电阻,平行轨道足够长。
(1)计算当导体棒速度为时回路中的电流大小,并求出导体棒达到稳定状态时的速度;
(2)计算闭合开关后,导体棒由静止开始到达到稳定状态的过程中,通过导体棒的电量及回路产生的内能。
(1)计算当导体棒速度为时回路中的电流大小,并求出导体棒达到稳定状态时的速度;
(2)计算闭合开关后,导体棒由静止开始到达到稳定状态的过程中,通过导体棒的电量及回路产生的内能。
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,间距为的平行金属导轨由两部分组成,其中倾斜部分轨道光滑,与水平面之间的夹角为,所在的空间存在垂直轨道向上、磁感应强度大小为的匀强磁场;水平轨道的最左端连接一阻值为的定值电阻。现将与导轨宽度相等的导体棒垂直地放在导轨上,并将导体棒由距离水平面的高度处无初速度释放,导体棒在水平导轨上滑行后静止。将导体棒的释放点升高后,导体棒在水平导轨上滑行的距离始终为。已知导体棒的质量为、阻值为,且与导轨始终接触良好,导轨电阻忽略不计,重力加速度g取。
(1)求导体棒滑到倾斜导轨底端时的速度大小;
(2)求导体棒与水平轨道间的动摩擦因数;
(3)若将导体棒从某高度H处由静止释放下滑到倾斜导轨底端的过程中,流过定值电阻R的电量,求该过程中电阻R上产生的热量。
(1)求导体棒滑到倾斜导轨底端时的速度大小;
(2)求导体棒与水平轨道间的动摩擦因数;
(3)若将导体棒从某高度H处由静止释放下滑到倾斜导轨底端的过程中,流过定值电阻R的电量,求该过程中电阻R上产生的热量。
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适中
(0.65)
【推荐3】如图,平行金属导轨由水平部分和倾斜部分组成,倾斜部分是两个竖直放置的四分之一光滑圆弧导轨,圆弧半径。水平部分是两段均足够长但不等宽的光滑导轨,,水平导轨与圆弧导轨在平滑连接。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度,导体棒、的质量分别为、,长度分别为、,电阻分别为、,固定在宽水平导轨上。现给导体棒一个初速度,同时对其施加外力F,使导体棒恰好沿圆弧导轨从最高点匀速率下滑,导体棒刚到达瞬间,撤去外力F的作用,不计导轨电阻,导体棒、与导轨一直接触良好。(重力加速度,取3.14)求:
(1)导体棒到达圆弧导轨最低处位置时(已撤去外力F)对轨道的压力大小;
(2)导体棒沿圆弧导轨下滑过程中,外力F对做的功;
(3)若导体棒到达位置时释放,运动足够长时间后通过回路某截面的电量q。
(1)导体棒到达圆弧导轨最低处位置时(已撤去外力F)对轨道的压力大小;
(2)导体棒沿圆弧导轨下滑过程中,外力F对做的功;
(3)若导体棒到达位置时释放,运动足够长时间后通过回路某截面的电量q。
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