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:0.65 引用次数:593 题号:19758285
如图所示,宽为的两固定光滑金属导轨水平放置,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量均为、电阻值均为的两导体棒静止置于导轨上,它们之间的距离也为,现给一向右的初速度,金属导轨足够长,在它们之后的运动过程中,求:
(1)导体棒获得的最大速度;
(2)导体棒达到最大速度的过程中,此棒产生的焦耳热;
(3)最终导体棒之间的距离。
   
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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图所示,两根足够长且平行的固定光滑金属导轨间的距离为L1=1m,导轨平面与水平面的夹角。在整个导轨平面内都有方向垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T。在导轨的底端连接一个阻值为的电阻。质量m=1kg、电阻不计、垂直于导轨放置的导体棒,通过绕过光滑的轻质定滑轮的绝缘轻绳连接一个边长L2=0.8m、电阻r=0.32Ω的正方形线框abcd。线框正下方长方形区域磁场的磁感应强度大小也为B=0.5T,磁场宽度大于线框边长。开始时用手托住线框,使整个系统处于静止状态。撤去手后,线框刚开始运动时向下的加速度大小为2.0m/s2,线框开始进入磁场时恰好做匀速运动。从撤去手到线框开始进入磁场的过程中导体棒产生的电能E0=3.2J,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)线框的质量;
(2)静止时线框的cd边离长方形区域磁场上边界的距离;
(3)线框从刚开始进入磁场到线框一半进入磁场的过程中,线框中产生的热量。
2021-01-05更新 | 762次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】如图所示,刚性U型金属导轨M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上,其左端中接有阻值为R=1Ω的电阻,它们总的质量为m0=2kg。导轨间距为l=0.2m,PQ是质量为m=1kg的金属杆,其电阻为r=0.5Ω,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直。杆与轨道的接触是粗糙的,导轨的电阻均不计。初始时,杆PQ位于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B=0.5T(图中未画出)。现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F=4.4N作用于PQ上,t=0时刻从静止开始在轨道上向右作加速运动,t=0.8s时通过电阻的电流为I0=0.1A,此时导轨向右运动的距离为x0=0.4m。(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域)。杆与导轨接触良好。
(1)求出金属杆与轨道间的摩擦力大小;
(2)求PQ离开虚线的距离;
(3)求在此过程中电阻R产生的焦耳热。
2022-04-28更新 | 213次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐3】如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上,间距0.4m,导轨所在空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度0.5T,将两根质量均为0.1kg的导体棒放在金属导轨上,导体棒的电阻均为,导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2,用一根绝缘细线跨过导轨右侧的光滑定滑轮将一物块和导体棒相连,物块质量0.2kg,细线伸直且与导轨平行,现在由静止释放物块,导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,导体棒所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取
(1)求导体棒刚要运动时的速度大小
(2)若从物块静止释放到即将开始运动这段时间内,物块下降的高度为0.5m,则此过程中整个回路产生的总的焦耳热是多少?
(3)求导体棒运动稳定后的加速度以及由导体棒组成的闭合回路的磁通量的变化率。
2021-12-21更新 | 367次组卷
共计 平均难度:一般