如图所示,平行金属导轨KM与
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与
间距为d,轨道OP与
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
与cd棒碰撞(碰撞前瞬间解除cd棒的锁定),ab、cd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。
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(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、
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更新时间:2023-08-18 20:36:12
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【推荐1】如图所示,水平面内固定有两根平行的光滑长直金属轨道,间距为L,电阻不计。虚线左侧区域有竖直向下的磁感应强度为B1=B的匀强磁场,虚线右侧有竖直向上的磁感应强度为B2=2B的匀强磁场。t=0时刻金属杆a以v1=v0的初速度向左滑动,金属杆b以v2=2v0的初速度向右滑动。金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好,金属杆a始终在左侧轨道磁场区域运动,金属杆b始终在右侧轨道磁场区域运动。金属杆a的质量为m,电阻为2r,金属杆b的质量为2m,电阻为r。求:
(1)t=0时刻金属杆b瞬间的加速度大小;
(2)金属杆a最多能产生多少焦耳热;
(3)当金属杆b的速度为
时,金属杆a的速度大小为多少。
(1)t=0时刻金属杆b瞬间的加速度大小;
(2)金属杆a最多能产生多少焦耳热;
(3)当金属杆b的速度为
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(0.4)
【推荐2】如图甲所示,电阻不计且间距
的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值
的电阻,虚线
下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,现将质量
、电阻
的金属杆
从
上方某处由静止释放。金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆
进入磁场时的速度
,下落
的过程中加速度
与下落距离
的关系图像如图乙所示,
取
。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小B。(结果可用根号表示)
(2)杆
下落
的过程中,电阻
上产生的热量为
。(结果保留三位有效数字)
(3)杆
从进入磁场到下落
处的时间。
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(1)匀强磁场的磁感应强度大小B。(结果可用根号表示)
(2)杆
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(3)杆
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(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,竖直平面内有光滑且不计电阻的两道金属导轨,宽都为L,上方安装有一个阻值R的定值电阻,两根质量都为m,电阻都为r,完全相同的金属杆靠在导轨上,金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好,虚线下方的区域内存在匀强磁场,磁感应强度B。
(1)将金属杆1固定在磁场边界下侧,金属杆2从磁场边界上方静止释放,进入磁场后恰作匀速运动,求金属杆2释放处离开磁场边界的距离h0;
(2)将金属杆1固定在磁场边界下侧,金属杆2从磁场边界上方h(h<h0)高处静止释放,经过一段时间后再次匀速,此过程流过电阻R的电量为q,则此过程整个回路中产生了多少热量;
(3)金属杆2从离磁场边界h(h<h0)高处静止释放,在进入磁场的同时静止释放金属杆1,两金属杆运动了一段时间后都开始了匀速运动,试求出杆2匀速时的速度大小,并定性画出两杆在磁场中运动的v-t图象。(两个电动势分别为E1、E2的不同电源串联时,电路中总的电动势E=E1+E2)
(1)将金属杆1固定在磁场边界下侧,金属杆2从磁场边界上方静止释放,进入磁场后恰作匀速运动,求金属杆2释放处离开磁场边界的距离h0;
(2)将金属杆1固定在磁场边界下侧,金属杆2从磁场边界上方h(h<h0)高处静止释放,经过一段时间后再次匀速,此过程流过电阻R的电量为q,则此过程整个回路中产生了多少热量;
(3)金属杆2从离磁场边界h(h<h0)高处静止释放,在进入磁场的同时静止释放金属杆1,两金属杆运动了一段时间后都开始了匀速运动,试求出杆2匀速时的速度大小,并定性画出两杆在磁场中运动的v-t图象。(两个电动势分别为E1、E2的不同电源串联时,电路中总的电动势E=E1+E2)
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(0.4)
【推荐1】真空管道超高速列车减速时,需在前方设置一系列磁感应强度相同的磁场区域,如图所示是这种列车减速时的模型,图中粗实线表示间距为
、电阻不计的两根足够长的平行光滑金属导轨,导轨固定在绝缘的水平面上,导轨内等间距分布着足够多的有界匀强磁场区域磁感应强度的大小都为
,方向与导轨平面垂直,每一有界磁场区域的宽度及相邻有界磁场区域的间距均为
,这些磁场区域从左向右编号依次为1、2、3
、
.
和
是两根与导轨垂直、长度均为
、阻值均为
的金属棒,通过绝缘材料固定在列车底部,并与导轨接触良好,其间距为
,列车的总质量为
。若列车以水平向右的速度
驶向第个磁场区域。求:
(1)金属棒
在刚进入第一个磁场区域的瞬间,
两端的电压及此时列车的加速度大小;
(2)金属棒
刚好离开第一个磁场区域时的速度;
(3)金属棒
在穿过第一个磁场区域的过程中,
回路中产生的焦耳热;
(4)列车能够穿过这种完整有界磁场区域的个数。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c88d9142df6ba8e43c1a93bd04a1362.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(1)金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
(2)金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d6c5ec685e8420a8672cefa43e45869.png)
(3)金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d6c5ec685e8420a8672cefa43e45869.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35893041a02be39c9d0c1e9b329556eb.png)
(4)列车能够穿过这种完整有界磁场区域的个数。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/7/2716104166678528/2716770249441280/STEM/4e6351f0-c911-4d1e-9d81-1f87bc435545.png?resizew=537)
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(0.4)
名校
【推荐2】如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.2m,一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计,整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图象如图乙所示.(g=10m/s2)求:
(1)t=10s时拉力的大小及电路的发热功率;
(2)在0~10s内,通过电阻R的电量.
(1)t=10s时拉力的大小及电路的发热功率;
(2)在0~10s内,通过电阻R的电量.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/27/b72d9767-65a4-4bc7-a764-e14686496f18.png?resizew=341)
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