近期,央视报道我国一款新型电磁炮,专门用来扑灭山林大火的。发生山林大火时,山高路陡,人力灭火十分困难,利用电磁炮在山脚下发射消防灭火弹,为了研究方便将待发射的炮弹视为一个导体棒,(如图所示),导体棒质量,电阻R=1Ω,把导体棒垂直放置于两条与水平面成30°角的平行导轨的下端(初速度为0),导轨宽,导轨长s=0.25m,导轨下端接电源,电动势,内阻r=1Ω。垂直导轨平面有一向上的匀强磁场,磁感应强度,其余电阻不计以及摩擦力都忽略不计,不考虑导体棒切割磁感线产生的电动势,取。求:
(1)画出导体棒的受力示意图;
(2)导体棒受到安培力的大小;
(3)导体棒离开导轨时的速度大小。
(1)画出导体棒的受力示意图;
(2)导体棒受到安培力的大小;
(3)导体棒离开导轨时的速度大小。
23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末 查看更多[2]
黑龙江省哈尔滨市第四中学校2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷(已下线)猜想03 磁场对电流、电荷的作用(9大题型36题)【考题猜想】-2023-2024学年高二物理下学期期中考点大串讲(人教版)
更新时间:2024/01/02 23:30:56
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【推荐1】如图所示,光滑导轨与水平面成θ角,导轨宽度为L,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上(未画出),金属杆的质量为m,长为L,水平放置在导轨上.已知电源的电动势为E,内阻为r,调节滑动变阻器使回路的总电流为I1,此时金属杆恰好处于静止状态(重力加速度为g,金属杆与导轨电阻不计).求:
(1)磁感应强度B的大小.
(2)若保持磁感应强度的大小不变,而将磁场方向改为竖直向上,则滑动变阻器接入电路的阻值调到多大才能使金属杆保持静止.
(1)磁感应强度B的大小.
(2)若保持磁感应强度的大小不变,而将磁场方向改为竖直向上,则滑动变阻器接入电路的阻值调到多大才能使金属杆保持静止.
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【推荐2】如图所示,宽为L、电阻不计光滑导轨与水平面成α角,质量为m、长为L、电阻为R的金属杆水平放置在导轨上,已知电源的电动势为E,内阻为r,空间存在着匀强磁场,调节电阻箱R′接入电路的阻值使回路总电流为I1时,此时金属杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,求:
(1)磁感应强度B至少有多大?此时方向如何?
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,变阻器接入电路的阻值R′调到多大仍能使金属杆保持静止?
(3)要使电阻箱R′上消耗的功率最大,电阻箱的电阻R′应为多大,此时电阻箱R′消耗的功率为多少?
(1)磁感应强度B至少有多大?此时方向如何?
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,变阻器接入电路的阻值R′调到多大仍能使金属杆保持静止?
(3)要使电阻箱R′上消耗的功率最大,电阻箱的电阻R′应为多大,此时电阻箱R′消耗的功率为多少?
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【推荐1】电磁炮是利用安培力驱动炮弹的一种技术应用装置,其原理图如图所示,储能器开关先接获得能量后再接b,可对加速装置供电。通电时,电流在平行导轨间产生垂直于导轨平面的磁场,炮弹在安培力作用下加速。已知安培力与通电电流关系满足,。某次电磁炮射击实验中,储能器向发射装置释放的电流,提供炮弹加速的导轨长L=2.5m,炮弹质量为m=1kg,忽略摩擦力和空气阻力,在炮弹加速过程中电流始终保持恒定。求:
(1)炮弹出炮口时的速度大小;
(2)若储能器所储能量与储存电荷量满足,,此次发射恰好消耗一半电荷量,求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比(计算结果保留三位有效数字)。
(1)炮弹出炮口时的速度大小;
(2)若储能器所储能量与储存电荷量满足,,此次发射恰好消耗一半电荷量,求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比(计算结果保留三位有效数字)。
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【推荐2】“电磁炮”的模型如图,光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.1m,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=1T,“弹体”总质量m=0.01kg,弹体在轨道间的电阻R=1Ω,可控电源的内阻r=4Ω,提供的电流是I=0.2A,以保证“电磁炮”匀加速发射,不计空气阻力。求:
(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到10m/s过程中系统产生的总热量。
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【推荐3】如图所示为某研究小组设计的电磁炮供弹和发射装置.装置由倾角θ=37°的倾斜导轨和水平导轨在AB处平滑连接而成,电磁炮发射位置CD与AB相距x=0.4m.倾斜导轨处有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B1,ABCD区域无磁场,CD处及右侧有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B2.倾斜导轨顶端的单刀双掷开关可连接阻值R=1.0Ω的电阻和电容C=0.5F的电容器.质量m=2.0kg、长度L=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆ab代替电磁炮弹,金属杆与倾斜导轨和ABCD区域导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,CD右侧导轨光滑且足够长.供弹过程:开关打到S1处,金属杆从倾斜导轨某个位置及以上任意位置由静止释放,金属杆最终都恰好精确停在CD处;发射过程:开关打到S2处,连接电压U=100V电容器,金属杆从CD位置开始向右加速发射.已知导轨间距为L=1.0m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.
(1)求金属杆到达AB处时速度v的大小;
(2)为精确供弹,求磁感应强度B1的大小;
(3)当B2多大时,金属杆的最终速度最大?最大速度为多少?
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