如图所示,两根间距、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角,导轨底端接有的定值电阻,导轨所在区域存在磁感应强度的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上。一质量、电阻的金属杆垂直于导轨放置,某时刻给金属杆一个沿斜面向上的恒力,使金属杆由静止开始运动时达到最大速度,重力加速度。求:
(1)金属杆获得的最大速度的大小和此时杆两端的 电势差;
(2)金属杆从静止到运动1.2m的过程中,通过电阻R的电荷量q和电阻R产生的焦耳热。
更新时间:2024-01-12 13:37:11
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【推荐1】如图甲所示,绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨PQ、MN,间距为,导轨左端跨接阻值为的定值电阻,整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为。金属棒ab以初速度沿导轨向右运动,金属棒的质量为、长度也为,金属棒的电阻为。如图乙所示,把导轨左端抬起,使其与水平面的夹角,磁场垂直导轨平面斜向右上,金属棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度,,,,求:
(1)图甲中金属棒ab运动的整个过程中,电阻R产生的焦耳热;
(2)图乙中金属棒ab达到的最大速度及此时电阻R两端的电压;
(3)图乙中,金属棒ab的速度为3m/s时金属棒的加速度大小。
(1)图甲中金属棒ab运动的整个过程中,电阻R产生的焦耳热;
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【推荐2】如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10Ω的电阻。在虚线OO′(OO′垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆ab垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆ab以v0=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以a=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动。杆ab始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆ab和轨道的电阻均可忽略。
(1)请你通过计算判断,在金属杆ab向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时候,水平拉力的大小;
(3)从金属杆ab进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功。
(1)请你通过计算判断,在金属杆ab向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时候,水平拉力的大小;
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【推荐3】如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.5 m的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一个额定电压U=3V的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度大小B=2.0 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场.今将一根长为L、质量m=0.5 kg、电阻r=1.0 Ω的金属棒ab垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放,金属棒ab与导轨始终接触良好,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,已知金属棒ab下滑到速度稳定时,小灯泡恰能正常发光,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)金属棒ab刚开始运动时的加速度大小.
(2)金属棒ab稳定下滑时通过金属棒ab电流的大小和方向.
(3)金属棒ab稳定下滑时的速度大小.
(1)金属棒ab刚开始运动时的加速度大小.
(2)金属棒ab稳定下滑时通过金属棒ab电流的大小和方向.
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【推荐1】某兴趣小组为了研究电磁阻尼的原理,设计了如图所示的装置进行实验,水平平行导轨、间距,处于方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场中,左端连着阻值的定值电阻,细绳绕过定滑轮一端连接质量、有效电阻也为的导体棒a,另一端连接质量也为的重物b,导体棒a始终保持水平并垂直于导轨,且与导轨接触良好,重物b距离地面的高度为,刚开始a、b的初速度均为0,现由静止释放重物b,重物b落地前瞬间导体棒a的速度恰好达到稳定,运动过程中不考虑摩擦力的影响,取重力加速度大小,求:
(1)导体棒a稳定的速度v;
(2)重物b从开始运动到稳定的过程中,电路产生的总焦耳热;
(3)导体棒a从开始运动到稳定需要的时间t。
(1)导体棒a稳定的速度v;
(2)重物b从开始运动到稳定的过程中,电路产生的总焦耳热;
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【推荐2】如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T,两条光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.40m,左端接有阻值R=0.40Ω的电阻.一质量m=0.10kg、阻值r=0.10Ω的金属棒MN放置在导轨上.金属棒在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v=2.0m/s的匀速直线运动.求:
(1)通过电阻R的电流I;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热Q.
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(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热Q.
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【推荐3】如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨M、N被固定在水平面上,导轨间距L=1m,其左端并联接入R1和R2的电阻,其中R1=R2=2Ω。整个装置处在垂直纸面向里,磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。一质量:m=4kg、电阻r=1Ω的导体棒ab在恒力F=5N的作用力下从静止开始沿导轨向右运动,运动了L0=4m时导体棒ab恰好匀速运动,导体棒垂直于导轨放置且与两导轨保持良好接触,导轨电阻不计。求:
(1)导体棒的最大速度;
(2)电阻R1上产生的焦耳热;
(3)此过程中通过R2的电荷量。
(1)导体棒的最大速度;
(2)电阻R1上产生的焦耳热;
(3)此过程中通过R2的电荷量。
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【推荐1】如图所示,质量为m、电阻为R的单匝矩形线框置于光滑水平面上,矩形线框的短边ab=L、长边ad=2L.虚线MN过ad、bc边的中点,一根能承受最大拉力F0的细线沿水平方向拴在ab边的中点O处.从某时刻起,在MN右侧加一方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B随时间t变化的规律为B=kt(k为正常量).从t=0时刻开始,一段时间后,细线被拉断,线框向左运动,ab边穿出磁场时线框的速度为v.求:
(1)细线断裂前线框的电功率P;
(2)细线断裂的时间t0;
(3)0~t0时间内及从t=t0时刻到线框离开磁场两个过程中通过导线横截面的电荷量q1和q2.
(1)细线断裂前线框的电功率P;
(2)细线断裂的时间t0;
(3)0~t0时间内及从t=t0时刻到线框离开磁场两个过程中通过导线横截面的电荷量q1和q2.
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【推荐2】如图所示,质量的足够长金属导轨放在绝缘水平面上。质量的导体棒PQ垂直放置在导轨上,在导轨之间的电阻,且始终与导轨接触良好,构成矩形。棒与导轨间和导轨与水平面间的动摩擦因数均为,棒左侧有两个固定于水平面的立柱(棒不会向左运动)。导轨宽度,导轨电阻忽略不计。以为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小为。用水平向左的恒力垂直作用在导轨的边上,使导轨由静止开始向左运动。()
(1)当导轨向左运动的速度为(未达到最大速度)时,求导体棒PQ受到的安培力;
(2)经过足够长时间后,导轨的速度达到稳定值,求该速度;
(3)若导轨从静止开始运动到达到稳定速度这一过程中,回路中产生的焦耳热为,则此过程中通过导体棒PQ的电荷量q。
(1)当导轨向左运动的速度为(未达到最大速度)时,求导体棒PQ受到的安培力;
(2)经过足够长时间后,导轨的速度达到稳定值,求该速度;
(3)若导轨从静止开始运动到达到稳定速度这一过程中,回路中产生的焦耳热为,则此过程中通过导体棒PQ的电荷量q。
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【推荐3】如图所示,间距为L的两光滑平行金属导轨竖直放置,在导轨的上端连接阻值为R的电阻,边长均为L的Ⅰ、Ⅱ两个正方形区域内存在垂直导轨平面向里的匀强磁场,Ⅰ的下边界与Ⅱ的上边界之间的距离也为L。一电阻不计、质量为m的导体棒与导轨垂直放置,从距离Ⅰ的上边界间距为L处由静止释放,导体棒在经过两个磁场区域的过程中均做匀速运动,导体棒下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好,重力加速度大小为g。求:
(1)Ⅰ、Ⅱ两个区域的匀强磁场的磁感应强度之比;
(2)导体棒在经过两个磁场区域的过程中,流过电阻R的总电荷。
(1)Ⅰ、Ⅱ两个区域的匀强磁场的磁感应强度之比;
(2)导体棒在经过两个磁场区域的过程中,流过电阻R的总电荷。
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