如图甲所示,光滑的金属导轨MN和PQ平行,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=37°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,方向垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=1.6Ω的电阻,质量m=0.5kg,电阻r=0.4Ω的金属棒ab垂直导轨放置,现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,使其由静止开始运动,当金属棒上滑的位移s=3.8m时达到稳定状态,对应过程的v-t图像如图乙所示。取g=10m/s2,导轨足够长(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)运动过程中a、b哪端电势高,并计算恒力F的大小;
(2)由图中信息计算0~1s内,通过电阻R的电量q和导体棒滑过的位移x。
(1)运动过程中a、b哪端电势高,并计算恒力F的大小;
(2)由图中信息计算0~1s内,通过电阻R的电量q和导体棒滑过的位移x。
更新时间:2023-05-29 20:22:30
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【推荐1】如图所示,电阻不计的光滑U形导轨水平放置,导轨间距,导轨一端接有的电阻。有一质量、电阻的金属棒与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度。现用的水平恒力垂直拉动金属棒,使它由静止开始向右运动,当金属棒向右运动的距离为时速度达到。设导轨足够长。
(1)求此时金属棒两端的电压U;
(2)金属棒在向右运动的过程中,求电阻R产生的焦耳热;
(3)请分析说明金属棒的运动情况,并求出金属棒的最终速度。
(1)求此时金属棒两端的电压U;
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【推荐2】如图所示,两条水平放置的、间距为L=1m的导轨的CDEF区域存在磁感应强度方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T.电阻R=5Ω、质量m=0.1 kg的导体棒MN从导轨的左端开始向右运动穿过磁场,进入时初速度v1=5m/s,离开时速度变为v2=3m/s,磁场区域的长度为d=1m.已知导体棒与水平导轨接触良好,动摩擦因数μ=0.3,除电阻R外其它电阻不计.重力加速度g取10m/s2,则导体棒MN穿过磁场的过程中,求:
(1)导体棒速度为v=4 m/s时受到的安培力;
(2)导体棒通过磁场区域过程中电阻R上产生的焦耳热.
(1)导体棒速度为v=4 m/s时受到的安培力;
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【推荐3】如图所示,某空间区域分布着水平向里的匀强磁场,磁场区域的水平宽度d=0.4m, 磁感应强度B=0.5T。固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m,电阻R=0.1,整个装置质量M=0.3kg,平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连。现将重物由静止释放,使金属框向右运动,PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(g取10m/s2)求:
(1)重物刚释放时的加速度;
(2)线框进入磁场前运动的距离s;
(3)线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。
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【推荐1】如图甲所示,绝缘水平面上有一间距L=lm的金属“U”形导轨,导轨右侧接一R=3Ω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=0.5T。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,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2】如图所示,平行金属导轨由倾角为的倾斜部分和水平两段平滑连接而成,导轨顶部由电阻为r的导体连接。导轨上有两处匀强磁场,磁感应强度方向垂直于导轨平面向上。在水平导轨无磁场区静止放置金属杆。金属杆由静止开始下滑,离开区域Ⅰ后在水平导轨与金属杆相撞并粘合在一起。双杆进入磁场区域Ⅱ后运动的距离x与速度v的关系式,最终双杆停在区域Ⅱ中。已知金属杆、质量、电阻均相等。不计摩擦阻力和导轨电阻及磁场边界效应,,求:
(1)若金属杆匀速离开区域Ⅰ,且已知区域Ⅰ磁感应强度,导轨间距为,金属杆质量为,则离开区域Ⅰ时杆上的电流大小及方向;
(2)金属杆进入水平轨道时的速度大小。
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