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 > 作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:758 题号:17785556
如图甲所示,间距为L的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的左端连接一阻值为R的定值电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。一根质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒放在导轨上。导体棒运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好,导轨的电阻可忽略不计。
(1)若对导体棒施加一水平向右的恒力,使其以速度v向右做匀速直线运动,求此力的大小
(2)若对导体棒施加一水平向右的拉力,使其沿导轨做初速为零的匀加速直线运动。的大小随时间t变化的图像为一条斜率为的直线。求导体棒加速度的大小a
(3)若对导体棒施加一水平向右的瞬时冲量,使其以速度开始运动,并最终停在导轨上。
a.求整个过程中,电路中产生的总热量Q
b.在图乙中定性画出导体棒两端的电势差随位移x变化的图像。

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】下图是一种矿井直线电机提升系统的原理图,在同一竖直平面的左右两边条形区域内,有垂直平面向里和向外交替的匀强磁场,每块磁场区域的高度均为L、磁感应强度大小均为B。梯箱左右两边通过绝缘支架均固定有边长为L、匝数为n、总电阻为R的正方形导线框,线框平面与磁场垂直,上下两边水平。导线框、支架以及梯箱等的总质量为M。电机起动后两边磁场均以速度v沿竖直轨道向上匀速运动。忽略一切阻力,梯箱正常运行时防坠落装置与轨道间没有相互作用。求:
(1)电机从图示位置启动,此时导线框ABCD;①相对磁场的运动方向;②哪条边会产生感应电动势;③感应电流的方向;
(2)电机刚启动瞬间导线框ABCD所受安培力的大小;
(3)当梯箱以的速度向上运动时的加速度大小。
2022-04-13更新 | 1953次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐2】光滑平行的金属导轨MNPQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示。用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v−t图像如图(b)所示。g=10m/s2,导轨足够长。求:
(1)恒力F的大小;
(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;
(3)前6s内电阻上产生的热量。
2020-06-15更新 | 180次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】水平光滑平行导轨上静置两根完全相同的金属棒,已知足够长的导轨间距为,每根金属棒的电阻为,质量均为。整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小时刻,对沿导轨方向施加向右的恒力,作用后撤去,此刻棒的速度为棒向右发生的位移。试求:
(1)撤力时棒的速度;
(2)从最初到最终稳定的全过程中,棒上产生的焦耳热;
(3)若从最初到最终稳定的全过程中,经历的时间为,求这段时间内的感应电流的有效值。
2020-03-20更新 | 340次组卷
共计 平均难度:一般