如图所示,MN和PQ是倾斜放置足够长的光滑平行金属导轨,倾角为θ,导轨间距为L,其顶端和底端分别接有阻值为R的定值电阻,整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。一根长为L,质量为m,电阻,的导体棒ab由静止开始释放,当下滑位移为x时,速度达到最大,下滑过程中导体棒与两导轨保持接触良好。导轨电阻不计,重力加速度为g。求:
(1)当导体棒ab的速度为v时,导体棒ab两端的电压U;
(2)导体棒ab的最大速度vm;
(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,整个回路上产生的热量Q。
(1)当导体棒ab的速度为v时,导体棒ab两端的电压U;
(2)导体棒ab的最大速度vm;
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更新时间:2023-07-11 10:22:29
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【推荐1】如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距了1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R=2Ω的电阻.磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度为0.4T。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求金属棒下滑速度达到5m/s时的感应电流的大小和方向;
(2)求金属棒下滑的最大速度;
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时,求电阻R消耗的功率。
(1)求金属棒下滑速度达到5m/s时的感应电流的大小和方向;
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【推荐2】如图甲所示,为保证游乐园中过山车的进站安全,过山车安装了磁力刹车装置,磁性很强的钕磁铁安装在轨道上,正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈,小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后,下边框刚进入匀强磁场时,小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为,磁场上下边界的距离为L,磁感应强度大小为B,方向垂直斜面向上,重力加速度为g,则
(1)线框刚进入磁场上边界时,感应电流的大小为多少?
(2)线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为多少?
(3)小车和线圈的总质量为多少?
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【推荐3】如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=4Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接不计阻值的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:
(1)杆能达到的最大速度vm;
(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了13.6J的电热,则此过程中金属杆ab的位移s多大;
(3)接(2)问,此过程中流过电阻R的电量q。
(1)杆能达到的最大速度vm;
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【推荐1】如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角,导轨上端连接一定值电阻R,导轨电阻不计,整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。有一长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持接触良好,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒由底端以初速度沿导轨向上滑出,上滑过程中始终保持金属棒cd垂直于MN、PQ,当金属棒沿导轨向上滑行距离为s时,速度恰好为零。求:
(1)金属棒由底端刚开始运动时加速度a的大小;
(2)当金属棒沿导轨向上滑行距离为s的过程中,电阻R上产生的焦耳热的大小。
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【推荐2】随着航空领域的发展,实现火箭回收利用,成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞,为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,由高强绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈;②火箭主体,包括绝缘光滑缓冲轨道和超导MN、PQ线圈(图中未画出),超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用,火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,火箭主体的速度大小为,经过时间火箭着陆,速度恰好为零;线圈的电阻为,其余电阻忽略不计;边长为,火箭主体质量为,匀强磁场的磁感应强度大小为,重力加速度为,一切摩擦阻力不计,求:
(1)缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小;
(2)火箭主体的速度从减到零的过程中系统产生的电能。
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【推荐3】如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上,导轨间距 L=0.6m,两导轨的左端用导线连接电阻R1,电阻为r=2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处;右端用导线连接电阻R2,已知R1=2Ω,R2=1Ω,导轨及导线电阻均不计。在矩形区域CDEF内有竖直向上的磁场,CE=0.2m,磁感应强度随时间的变化如图乙所示。t=0.2s后的某一时刻对金属棒施加一水平向右的恒力,使金属棒能够刚进入磁场的速度为2m/s,并能在磁场中保持匀速直线运动。求
(1)t=0.1s时电路中的感应电动势;
(2)从t=0时刻到金属棒运动出磁场过程中整个电路产生的热量。
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