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:0.4 引用次数:426 题号:19354134
如图所示,PQMN为四个互相平行的竖直分界面,间距均为d=1m,PQ之间充满竖直向上的匀强磁场,MN之间充满竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B=1T。在分界面P的左侧有一边长为L=1.5m的正方形线框abcd,线框水平放置,ab边平行于分界面P,与界面P的距离也为d=1m。线框以水平初速度v0=4m/s飞出,当ab边刚好到达分界面Q时,线框的速度大小仍为v0=4m/s。已知线框由同种规格导线制成,总质量为m=1kg,总电阻为R=3Ω,重力加速度为g取10m/s2。求
(1)ab边刚好进入分界面P时,ab两点间的电势差大小以及线框加速度的大小;
(2)ab边刚好到达分界面Q时,线框产生的焦耳热以及下落的距离;
(3)改变磁感应强度,若想线框最终能竖直下落,求磁感应强度的最小值。
   

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,平行金属导轨KM间距为,与水平面夹角为,导轨的上端接有阻值的电阻,下端通过小圆弧形绝缘材料与水平金属导轨平滑对接,轨道MN间距为d,轨道OP间距为。一质量为的导体棒cd在导轨KM上垂直于导轨放置并处于锁定状态。cd棒及其上方区域全部处于与导轨平面垂直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中,cd棒下方至区域内没有磁场。左侧存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场.在处锁定一质量为的导体棒ef。质量的导体棒ab垂直于导轨放置,与cd棒相距,由静止释放后沿导轨向下运动,经过cd棒碰撞(碰撞前瞬间解除cd棒的锁定),abcd两导体棒瞬间粘在一起形成abcd棒,继续沿导轨向下运动到达,此时解除ef棒的锁定。已知三个导体棒始终与导轨接触良好,不计金属导轨的电阻,所有导体棒长度,电阻,单位长度的电阻都相等,不计任何摩擦,忽略连接处的能量损失。(重力加速度),求:
(1)与cd棒碰撞前瞬间,ab棒的速度大小;
(2)ab棒与cd棒碰撞后瞬间,abcd棒两端的电势差大小;
(3)如果MN以及NP导轨均足够长,整个运动过程中系统产生的焦耳热的数值。
   
2023-08-18更新 | 169次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】如图所示,两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ竖直放置,两导轨之间的距离为L=1m,两导轨M、P之间接入电阻R=0.2Ω,导轨电阻不计,在abcd区域内有一个方向垂直于两导轨平面向里的磁场Ⅰ,磁感应强度B0=1T.磁场的宽度x1=1m,在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向里的磁场Ⅱ,磁感应强度B1=0.5T.一个质量为m=1kg的金属棒垂直放在金属导轨上,与导轨接触良好,金属棒的电阻r=0.2Ω,若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放,则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速直线运动.金属棒进入磁场Ⅱ后,经过ef时系统达到稳定状态,cdef之间的距离x2=15m.(g10m/s2

(1)金属棒进入磁场Ⅰ时的速度大小
(2)金属棒从开始静止到磁场Ⅱ中达到稳定状态这段时间中电阻R产生的热量.
(3)求金属棒从开始静止到在磁场Ⅱ中达到稳定状态所经过的时间.
2018-10-22更新 | 888次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】距离为的两根轨道平行放置,与水平面的夹角为为两段光滑绝缘圆弧轨道(长度可忽略),除两段外其余部分均为金属,电阻可忽略不计均光滑、足够长且二者在同一水平面上,轨道的端接一个电阻,阻值大小为端接一个电阻恒为的小灯泡,所在平面内的磁场方向垂直于平面向下,磁感应强度的大小为右侧的水平内的磁场方向竖直向上,磁感应强度的大小为。长为、质量为、电阻为的导体棒从靠近端的位置由静止开始沿轨道下滑,运动到斜面中点处时恰好稳定运动。导体棒刚进入水平磁场时灯泡正常发光。棒的初始位置离水平面的高度为,导体棒与倾斜轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为,导体棒在运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求:
(1)导体棒运动至斜面中点处时流过的电流大小;
(2)导体棒从静止至运动到斜面底端过程中回路中产生的焦耳热;
(3)小灯泡的额定功率及导体棒水平磁场中运动的距离。
2021-05-20更新 | 379次组卷
共计 平均难度:一般