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:174 题号:19889150
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。
   

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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av1=v0的初速度向左滑动,金属杆bv2=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。

2024-03-31更新 | 780次组卷
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【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,。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。
   
2023-07-04更新 | 279次组卷
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【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E1E2的不同电源串联时,电路中总的电动势E=E1+E2)
2016-12-08更新 | 1410次组卷
共计 平均难度:一般