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 > 电磁感应中的动量、能量问题 > 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:501 题号:18623700
如图甲所示有一间距L=1m的金属U形导轨固定在绝缘水平面上,导轨右侧接一R=8Ω的电阻,在U形导轨中间虚线范围内存在垂直导轨的匀强磁场,磁场的宽度d=1m,磁感应强度B=1.0T。现有一质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω、长为L=1m的导体棒MN以一定的初速度从导轨的左端开始向右运动,穿过磁场的过程中,线圈中的感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示,已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.3,导轨电阻不计,则导体棒MN穿过磁场的过程中,g取10m/s2,求:
(1)电阻R产生的焦耳热;
(2)导体棒通过磁场的时间。
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【推荐1】如图所示,间距为L的光滑导轨竖直固定在绝缘地面上,导轨顶端连接定值电阻,阻值为R,质量为m、电阻为R的金属杆垂直接触导轨,磁感应强度大小为B的匀强磁场与导轨所在的竖直面垂直。使金属杆从静止开始下落,同时受到竖直向下的恒定拉力F的作用,当下落高度为h时速度达到稳定。重力加速度大小为g,金属杆在运动的过程中始终与竖直导轨垂直且接触良好,金属杆有足够大的下落空间,导轨电阻不计,求:
(1)金属杆稳定时的速度大小
(2)金属杆速度达到稳定时,金属杆两端电压
(3)金属杆从开始运动到速度稳定的过程中电阻R上产生热量

2024-04-09更新 | 8次组卷
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【推荐2】如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直,磁感应强度。一质量、有效电阻的导体棒在距磁场上边界处由静止释放。导体棒进入磁场后流经电流表的电流逐渐减小,且经时间电流最终稳定。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻,。求:
(1)导体棒运动的最大速度的大小;
(2)电流稳定后电流强度I
(3)导体棒进入磁场后经时间t运动的位移x和产生的焦耳热的大小。
2021-07-04更新 | 283次组卷
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【推荐3】如图所示PQMN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值R=3Ω的电阻;导轨间距为L=lm,导轨电阻不计。长为lm,质量m=0.5kg的均匀金属棒水平放置在导轨上(金属棒电阻r=1Ω),它与导轨的滑动摩擦因数μ=0.5,导轨平面的倾角为θ=37°,在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为B=1T,今让金属棒AB由静止开始下滑,若金属棒下滑距离为s=20m时速度恰达到最大(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)金属棒达到的最大速度;
(2)金属棒由静止开始下滑距离为s=20m的过程中,金属棒上产生的焦耳热Q
(3)金属棒由静止开始下滑距离为s=20m的过程中,通过R的电荷量q
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共计 平均难度:一般