如图甲所示,电阻R连接在宽度为L的足够长光滑金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁场范围足够大,磁感强度大小为B,方向垂直于导轨平面向下。现有一根质量为m、电阻为r的金属棒ab放置在金属导轨上,长度与金属导轨宽度相等,金属棒ab在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻。
(1)若金属棒ab以水平速度v向右匀速运动,
①根据电动势的定义式推导金属棒ab产生的感应电动势E = BLv;
②求外力F的功率P。
(2)若金属棒ab在水平向右拉力作用下由静止开始做匀加速运动,加速度大小为a,
①推导金属棒ab两端的电压Uab随时间t变化的关系式;
②推导金属棒ab加速过程中外力F(以向右为正方向)随时间t变化的关系式,并在图乙中画出F—t的示意,标出截距。
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②推导金属棒ab加速过程中外力F(以向右为正方向)随时间t变化的关系式,并在图乙中画出F—t的示意,标出截距。
更新时间:2023-01-27 17:44:05
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【推荐1】如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨相距1,其中水平部分位于同一水平面内,倾斜部分构成一倾角为θ的斜面,倾斜导轨与水平导轨平滑连接.在水平导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.两长度均为l的金属棒ab、cd垂直导轨且接触良好,分别置于倾斜和水平轨道上,ab距水平轨道面高度为h.ab的质量为m,ab、cd电阻分别为r和2r.由静止释放ab棒,导轨电阻不计.重力加速度为g,不计两金属棒之间的相互作用,两金属棒始终没有相碰.求:
(1)ab棒刚进入水平轨道时cd棒的电流I;
(2)若最终通过cd棒的电荷量q已知,求cd棒的质量.
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(1)t=0时回路中的电流大小;
(2)t=2s时电阻R上的热功率及外力做功功率;
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(1)电阻R两端的电压U与导体棒速度v的关系;
(2)ab杆的加速度大小;
(3)第3.0s末撤去拉力F,此后电阻R上产生的焦耳热。
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【推荐2】如图甲所示,间距为的光滑金属 U 型轨道竖直放置,导轨下端连有一阻值为 的电阻,虚线 MN 离导轨下端距离为,MN 下方的区域存在垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示。阻值为的导体棒PQ 垂直于导轨放置在MN 上方高的位置,时将导体棒由静止释放,当导体棒进入磁场区域后恰能匀速下滑,已知0~1s内回路中产生的焦耳热90J,导体棒与导轨始终垂直并接触良好,取重力加速度为g 10m/s 2,求:
(1)1 s 时的磁感应强度;
(2)导体棒 PQ 的质量;
(3)0~2s内通过回路的电荷量。
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(1)ab棒匀速运动时的速度;
(2)碰后,导体棒在磁场中运动的距离x;
(3)在导体棒的整个运动过程中,定值电阻中产生的总的热量Q。
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(1)棒ab上的感应电流方向如何?
(2)棒ab在磁场内下滑过程中,速度为v时加速度为多大?加速度大小如何变化?
(3)求棒ab相对于CD能上升的最大高度。
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(1)初速度的大小;
(2)棒从AB处运动至CD处所需的时间(认为灯泡是纯电阻);
(3)当棒从AB处运动至CD处,外力做的功。
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(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;
(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.
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