如图所示,两条电阻不计的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,间距为。甲、乙两根金属棒垂直导轨放置,与导轨接触良好,整个装置处于竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中。锁定乙棒,对甲施加水平向右的恒力,作用时间后甲获得速度,立即撤去拉力,同时解锁乙棒。甲、乙的质量分别为和,接入电路中的电阻均为,金属轨道足够长且甲、乙两棒始终未发生碰撞。求:
(1)撤去外力瞬间,金属棒甲、乙加速度的大小;
(2)作用的时间内,通过乙棒的电荷量;
(3)撤去拉力后,直到甲、乙之间的距离不再变化,这一过程中,甲棒中产生的热量以及甲、乙运动的位移差。
(1)撤去外力瞬间,金属棒甲、乙加速度的大小;
(2)作用的时间内,通过乙棒的电荷量;
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更新时间:2024-02-02 21:41:49
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【推荐1】如图甲所示,左侧接有定值电阻R=3Ω的光滑水平导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,导轨间距为L=1m。一质量m=2kg、接入电路的阻值r=1Ω的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒与导轨垂直且接触良好,金属棒的v-x图像如图乙所示,取g=10m/s2。在金属棒从起点运动到x=1m处的过程中,求:
(1)回路中通过电阻R的电量q;
(2)金属棒运动到x=1m处时所受安培力大小F安;
(3)定值电阻R中产生的焦耳热QR。
(1)回路中通过电阻R的电量q;
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【推荐2】电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的本质联系.
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即,这就是法拉第电磁感应定律.
(1)如图所示,把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直.设线框可动部分ab的长度为L,它以速度v向右匀速运动.请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv.
(2)两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.两导轨间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.导轨和金属杆的电阻可忽略.让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑.求
①当导体棒的速度为v(未达到最大速度)时,通过MN棒的电流大小和方向;
②导体棒运动的最大速度.
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即,这就是法拉第电磁感应定律.
(1)如图所示,把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直.设线框可动部分ab的长度为L,它以速度v向右匀速运动.请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv.
(2)两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.两导轨间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.导轨和金属杆的电阻可忽略.让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑.求
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【推荐3】如图甲所示,足够长的平行金属导轨固定在水平面内,间距L=0.5m,电阻不计。与导轨左端连接的线圈面积S=0.1m2,内阻r=0.5Ω,匝数n=200匝。一根长L=0.5m,质量m=0.2kg、电阻R=2Ω的导体棒ab垂直放置在导轨上,与导轨的动摩擦因数μ=0.2。线圈内的磁场平行于轴线向上,磁感应强度的大小B1随时间变化的关系如图乙所示。导轨之间的匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度的大小B2=1T。t=0时刻闭合开关,当t=8.0s时导体棒已达到最大速度,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)刚合上开关时导体棒的加速度a;
(2)导体棒运动的最大速度vm;
(3)0~8.0s内整个电路产生的焦耳热Q。
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【推荐1】如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨、相距为L,导轨平面与水平面夹角,导轨上端连接一定值电阻R,导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为L的金属棒垂直于、放置在导轨上,且与导轨保持电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值。求:
(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热。
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【推荐2】如图所示,竖直放置的圆弧导轨与足够长的水平导轨平滑连接,且轨道间距为,右侧空间中有竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为、电阻为的金属棒和质量为m,电阻为R的金属棒垂直导轨放置且与导轨接触良好,现将金属棒静止在水平导轨上,将棒从距离水平导轨高度h处时静止释放,除金属棒外其余电阻不计,所有轨道均光滑。求:
(1)棒滑至瞬间的速度大小;
(2)棒最终的速度大小和棒最终的速度大小;
(3)整个过程中棒产生的焦耳热Q。
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【推荐3】如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、长为L、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置,且始终与导轨接触良好,金属导轨的上端连接一个阻值为R的定值电阻。现闭合开关K,同时在导轨平面内给金属施加一个平行于导轨斜向上,大小为的恒力,使金属棒由静止开始运动。若金属棒上滑距离s时,开始匀速运动。重力加速度为g,金属棒由静止到刚开始匀速运动过程中,求
(1)金属棒匀速运动的速度v;
(2)通过金属棒的电荷量q;
(3)定值电阻R上产生的焦耳热Q。
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(2)通过金属棒的电荷量q;
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【推荐1】在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行的、足够长的金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L。电阻为R、质量为m的金属导体棒ab垂直于MN、PQ恰好放在轨道上,与轨道接触良好。轨道的左端点间一条支路上接有电动势为E、内电阻不计的直流电源,另一条支路上仅仅是一段导线,导体棒ab通过滑轮与一根轻绳水平连接着质量也为m的重物。忽略一切阻力、导轨的电阻。
(1)当单刀双掷开关S接到位置1,再将重物由静止释放,求棒运动的速度最大值v1;
(2)在上述过程中,棒ab运动时间t时速度达到v2,求这段时间内重物m下降的距离x;
(3)当单刀双掷开关S接到位置2,重物将被棒牵引着从静止向上运动,求棒运动的速度的最大值v3。
(1)当单刀双掷开关S接到位置1,再将重物由静止释放,求棒运动的速度最大值v1;
(2)在上述过程中,棒ab运动时间t时速度达到v2,求这段时间内重物m下降的距离x;
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【推荐2】如图所示,两条平行导轨MN、PQ的间距为L,粗糙的水平轨道的左侧为半径为的光滑圆轨道,其最低点与右侧水平直导轨相切,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻;同时,在水平导轨左边宽度为的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为、接入电路部分的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q。
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q。
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