有一倾角为的斜导轨与水平导轨平滑连接,两导轨均光滑,电阻不计,导轨间距均为L,一磁感应强度大小为的匀强磁场垂直斜导轨向下,在斜导轨上距水平面高h处有一导体棒ab由静止向下运动,到达斜导轨底端前已经开始做匀速运动,之后以该速度匀速进入无磁场区域与静止的导体棒cd相碰,碰后一起进入磁感应强度大小为,方向垂直水平导轨向下的匀强磁场中,最终停在磁场中,在水平导轨右端接有电阻为R的定值电阻(图中未画出)。已知两导体棒完全相同,质量均为m,电阻均为R,重力加速度大小为g,求:
(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。
(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。
更新时间:2023-04-13 14:27:09
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【推荐1】如图所示,abcd为质量m的U形导轨,ab与cd平行,放在光滑绝缘的水平面上,另有一根质量为m的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上,PQ棒右边靠着绝缘竖直光滑且固定在绝缘水平面上的立柱e、f,U形导轨处于匀强磁场中,磁场以通过e、f的O1O2为界,右侧磁场方向竖直向上,左侧磁场方向水平向左,磁感应强度大小都为B,导轨的bc段长度为L,金属棒PQ接入回路的电阻R,其余电阻均可不计,金属棒PQ与导轨间的动摩擦因数为μ,在导轨上作用一个方向向右、大小F=mg的水平拉力,让U形导轨从静止开始运动,若导轨从开始运动到达到最大速度vm的时间为t。设导轨足够长。求:
(1)导轨在运动过程中的最大速度vm;
(2)从开始运动到达到最大速度vm过程中,系统增加的内能为多少?
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【推荐2】某兴趣小组设计了一种火箭电磁发射装置,简化原理如图所示。恒流电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定。弹射装置处在垂直于竖直金属导轨平面向里的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小与回路中电流成正比,比例系数为k(k为常量)。接通电源,火箭和金属杆PQ一起由静止起沿导轨以大小等于g的加速度匀加速上升到导轨顶端,火箭与金属杆分离,完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M,分离时速度为v0,金属杆电阻为R,回路电流为I。金属杆与导轨接触良好,不计空气阻力和摩擦,不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中,求:
(1)金属杆PQ的长度L;
(2)金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系;
(3)恒流电源的输出电压U与运动时间t的关系;
(4)整个弹射过程电源输出的能量W。
(1)金属杆PQ的长度L;
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【推荐3】如图甲所示,固定在水平桌面上足够长的平行光滑金属导轨MNPQ,导轨间距为L,导轨间有竖直向上匀强磁场B,垂直于导轨的导体棒ab、cd静止且cd锁定。导体棒ab质量为m,阻值为R,cd质量为3m,阻值为3R,其余电阻不计。求:
(1)若对导体棒ab施加一水平向右的恒力F,F作用1s后撤去并同时释放cd棒。测得导体棒ab在前1s内速度随时间变化的图像如图乙所示。已知导轨间距,磁感应强度。求:
①1s时导体棒ab加速度及恒力F;
②撤去F后,系统稳定时导体棒cd速度的大小,以及撤去F后至稳定回路产生的焦耳热Q。
(2)若从静止开始对导体棒ab施加一水平向右的恒力,并立即释放cd棒,经过一段时间后ab、cd两棒运动的加速度恰好达到各自的稳定状态,测得此时ab、cd的速度分别为、,这段时间内回路产生的焦耳热为Q。求这段时间Δt及这段时间内ab棒运动的距离x(用m、L、B、R、、、Q表示)。
(1)若对导体棒ab施加一水平向右的恒力F,F作用1s后撤去并同时释放cd棒。测得导体棒ab在前1s内速度随时间变化的图像如图乙所示。已知导轨间距,磁感应强度。求:
①1s时导体棒ab加速度及恒力F;
②撤去F后,系统稳定时导体棒cd速度的大小,以及撤去F后至稳定回路产生的焦耳热Q。
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【推荐1】如图,两根足够长,电阻不计的光滑平行金属导轨,固定在同一水平面上,其间距为,左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中。磁场方向竖直向下,质量,长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置。且与导轨接触良好,在杆的中点施加一个垂直金属杆水平拉力,使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变。当金属杆速度时撤去拉力。求:
(1)撤去外力前,金属杆的速度为,其加速度大小?
(2)从撤去拉力到金属杆停下的整个过程,通过金属杆的电荷量为多少?
(3)从撤去拉力到金属杆停下的整个过程,金属杆上产生的热量为多少?
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【推荐2】如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,间距为L的足够长水平金属导轨P、Q与间距为2L的足够长水平金属导轨M、N相连,长为L、质量为m、电阻为R的均匀金属棒a垂直于P、Q静止放置,由相同金属制成的均匀金属棒b长为2L、质量为2m,垂直于M、N运动,棒与导轨接触良好,导轨光滑且不计电阻。开始时棒b在水平外力F作用下以恒定速度匀速向右运动,经一段时间棒a的速度也达到(a棒始终在导轨P、Q上滑动),此时撤去外力F。求:
(1)刚拉动b棒时,棒a上的电流;
(2)从开始运动到速度达到棒a上产生的热量;
(3)撤去F后,棒a上产生的热量。
(1)刚拉动b棒时,棒a上的电流;
(2)从开始运动到速度达到棒a上产生的热量;
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