如图所示,两竖直放置的平行导轨之间有矩形匀强磁场区域,矩形磁场区域的高度为d,导体棒ab和cd跨接在两导轨上,可沿导轨无摩擦滑动但接触良好,并能始终保持与两导轨垂直,两导体棒有电阻,两导轨电阻不计。现将ab和cd同时由静止释放,若ab棒通过磁场的时间与进磁场之前的运动时间相等,且ab棒出磁场时,cd棒刚好进磁场,ab和cd均匀速穿过磁场区域。下列说法正确的是( )
A.ab释放点到磁场上边界的距离为 |
B.刚释放时,ab和cd之间的距离为d |
C.ab和cd的质量相等 |
D.两导体棒穿过磁场过程中,流过ab棒的电荷量大小相等 |
更新时间:2023-11-01 19:31:13
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解题方法
【推荐1】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置,导轨间距为L且电阻不计,其顶端接有一阻值为R的电阻,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端M点上滑,经一段时间滑行距离x到达最高点N后,又返回底端M点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好,其接入电路中的电阻为r,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为 |
B.整个过程中电阻R中的电流先从b到a后从a到b |
C.金属棒下滑时间大于上滑时间 |
D.金属棒上滑时间为 |
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【推荐2】如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接.矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处.已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射.在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
A.流过电阻R的电荷量为 |
B.电阻R的最大电流为 |
C.电阻R中产生的焦耳热为 |
D.导体棒在磁场中运动的最大加速度为 |
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【推荐3】如图,倾角=30°且电阻不计的光滑平行双导轨固定,导轨上端连有阻值R=1Ω的电阻,MNQP区域存在方向垂直于斜面向下、磁感应强度B=1T的匀强磁场,质量m=1kg、电阻r=1Ω的导体棒ab置于导轨上并与导轨接触良好,ab//MP//NQ。让ab从与MP相距为d1=0.5m处由静止下滑,同时对它施加一个平行于导轨方向的力F,使ab始终沿导轨向下做a=4m/s2的匀加速直线运动,直到ab穿过磁场。已知ab的长度及导轨间距均为L=1m,MP和NQ相距d2=1.5m。重力加速度g=10m/s2。则( )
A.ab刚进入磁场时受到的安培力大小为2N |
B.ab即将穿出磁场时,重力的功率为20W |
C.ab在磁场中运动的过程中,力F一直在增大 |
D.ab由静止下滑到即将穿出磁场的过程中,力F的方向不变 |
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【推荐1】如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜固定,间距,电阻不计。导轨平面与水平面间的夹角,上端MP间接有阻值的电阻,整个装置处于方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。一质量、阻值的金属棒在外力作用下垂直于导轨放置,撤去外力后,棒沿MN方向的位移x与时间t的关系如图乙所示,其中1.0~1.5s间为直线。已知棒运动过程中始终垂直于导轨,且在0~1.0s内通过棒的电荷量是1.0~1.5s内通过棒的电荷量的倍,g取,下列说法正确的是( )
A.图乙中1.5s时对应的纵坐标是2.7m |
B.匀强磁场的磁感应强度为0.5T |
C.0~1.0s内通过电阻R的电荷量是0.5C |
D.0~1.5s内电阻R产生的热量1.2J |
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【推荐2】如图甲,光滑导轨(电阻不计) MN、 PQ平行水平固定放置,导轨间距为L,两根长度略大于L、电阻均为R、质量分别为2m、m的导体棒c、d垂直于导轨放置,与导轨接触良好,空间存在一范围足够大,方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,初始时c、d均处于静止状态,现在对c施加一水平拉力F,使导体棒c向右开始一直以加速度a做匀加速直线运动,拉力F随时间t的变化如图乙所示(图中t0为已知量),重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.t0时刻拉力F的大小为ma |
B.t0时刻导体棒d的速度大小为 |
C.0~t0时间内,通过导体棒d的电荷量为 |
D.t0-2t0时间内,整个回路中产生的热量为 |
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【推荐3】如图所示,两根平行长直金属导轨,固定在同一水平面内,间距为d,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上.磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置,且与两轨道接触良好,导体棒与轨道之间的动摩擦因数为,导体棒在水平向右.垂直于棒的恒力F作用下,从静止开始沿轨道运动距离时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直),设导体棒接入电路的电阻为r,轨道电阻不计,重力加速度大小为g,在这一过程中( )
A.导体棒运动的平均速度为 | B.流过电阻R的电荷量为 |
C.ab两端的最大电压为 | D.ab两端的最大电压为 |
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