如图所示,足够长的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上,导轨间距,电阻不计;沿导轨方向建立x轴,虚线EF与坐标原点O在同一水平线上;空间存在垂直于斜面的磁场,取垂直于斜面向上为正方向,则磁感应强度的分布为。现有一质量、电阻的金属棒ab放置在导轨上,下方还有质量、边长均为l的U形框,其中金属棒de的电阻,cd、ef两棒是绝缘的,金属棒、U形框与导轨间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.给金属棒ab一个沿斜面向下的瞬时速度,g取。
(1)若,求此瞬间金属棒ab上感应电流的方向和电势差U;
(2)为使棒、框碰撞前U形框能保持静止,求应满足的条件;
(3)若金属棒ab位于处,当时,金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞,求最终静止时de边的坐标。
(1)若,求此瞬间金属棒ab上感应电流的方向和电势差U;
(2)为使棒、框碰撞前U形框能保持静止,求应满足的条件;
(3)若金属棒ab位于处,当时,金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞,求最终静止时de边的坐标。
更新时间:2023-05-17 10:30:48
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【知识点】 求导体棒运动过程中通过其截面的电量
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【推荐1】如图甲所示,两根电阻不计的光滑平行金属导轨PQF、MNE相距L=1.6m,轨道的PQ和MN段为圆弧轨道,分别与固定在水平面上的QF段和NE段平滑连接,轨道右端足够长。金属杆ab和cd锁定在图示位置,此时杆ab距离水平轨道的竖直高度为h=0.8m,杆cd到圆弧轨道末端的距离为x=2.5m,杆ab和cd与两金属导轨垂直且接触良好,已知杆ab、cd的质量均为m=0.4kg、电阻均为R=0.4Ω,金属导轨的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,取重力加速g=10m/s2。
(1)求0~2s内通过杆ab感应电流的大小和方向;
(2)t=2s时刻自由释放杆ab,保持杆cd处于锁定状态,待杆ab进入磁场运动x1=0.125m时,立即解除杆cd锁定,求:从t=0开始计时杆cd中产生的焦耳热。
(1)求0~2s内通过杆ab感应电流的大小和方向;
(2)t=2s时刻自由释放杆ab,保持杆cd处于锁定状态,待杆ab进入磁场运动x1=0.125m时,立即解除杆cd锁定,求:从t=0开始计时杆cd中产生的焦耳热。
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【推荐2】如图所示有一左右宽度不同的光滑导轨MNPQ、M′N′P′Q′水平固定放置,其中左侧导轨MNM′N′的宽度为2d,右侧导轨PQP′Q′的宽度为d,在导轨上放置两根金属棒(左侧导轨MNM′N′上放金属棒ab,右侧导轨PQP′Q′上放金属棒cd,两棒为同种材料,长度刚好和相应导轨宽度相等,且ab棒的横截面积为cd棒的2倍,已知cd棒的质量为m,电阻为R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。先固定cd棒,在ab棒上施加一个水平向右的拉力F,使其向右做加速度为a的匀加速运动,在ab棒的速度为v0时撤去拉力F并同时释放cd棒。假设右侧导轨足够长,且ab棒在越过NN′进入右侧较窄导轨前已经达到匀速,金属棒与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计。求:
(1)拉力F与时间t的关系式;
(2)在撤去拉力F至ab棒到达NN′的过程中,通过ab棒的电荷量q;
(3)在撤去拉力F至ab棒越过NN′并再次达到匀速的过程中,ab棒上产生的焦耳热Qab。
(1)拉力F与时间t的关系式;
(2)在撤去拉力F至ab棒到达NN′的过程中,通过ab棒的电荷量q;
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名校
【推荐3】如图甲所示,两平行导轨是由倾斜导轨(倾角为θ)与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成的,并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,两导轨间距为L,上端与阻值为R的电阻连接。一质量为m的金属杆MN在t=0时由静止开始在沿P1P2方向的拉力(图中未画出)作用下沿导轨下滑。当杆MN运动到P2Q2处时撤去拉力,杆MN在水平导轨上继续运动,其速率v随时间t的变化图象如图乙所示,图中vm和t0为已知量。若全过程中电阻R产生的总热量为Q,杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,导轨和杆MN的电阻以及一切摩擦均不计,重力加速度为g,求:
(1)杆MN中的最大感应电流Im的大小和方向;
(2)拉力做的功WF;
(3)撤去拉力后杆MN在水平导轨上运动的路程s。
(1)杆MN中的最大感应电流Im的大小和方向;
(2)拉力做的功WF;
(3)撤去拉力后杆MN在水平导轨上运动的路程s。
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