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 > 双杆在等宽导轨上运动问题
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:678 题号:21831617
如图所示,质量为的U形金属导轨abcd水平放在光滑的绝缘水平面上,导轨abcd足够长,导轨bc的长为。一电阻不计、质量为的导体棒PQ水平放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形,导体棒左侧有两个固定于水平面的立柱.开始时PQ左侧导轨的总电阻为,右侧每根导轨从PQ开始长度段的电阻为,导体棒与PQ右侧该段导轨间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,PQ右侧导轨其余部分电阻不计且光滑;以ef为边界线,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场方向水平向左,磁感应强度大小均为。已知重力加速度为,在时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动且加速度为后撤除外力F。求:
(1)导轨刚开始运动时拉力F的大小;
(2)导轨运动过程中拉力F的最大值(保留小数点后两位);
(3)全程导轨的位移大小。

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【推荐1】如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨间距为,导轨水平部分的矩形区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,导轨水平部分的左侧和倾斜部分由光滑圆弧连接,右侧和一光滑圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道半径,圆心角,在圆弧上端有两弹性挡板C。质量为的金属棒P从离水平面高度处静止释放,经过滑上水平轨道;P穿过磁场区域后,与另一根质量为的静置在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞,碰后Q恰好能上升到C处,两金属棒的电阻值均为,重力加速度,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计,两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求:
(1)P刚进入磁场时受到安培力F的大小;
(2)矩形磁场沿导轨方向的长度:
(3)若Q从右侧圆弧滑下时,P已从磁场中滑出,求从P开始运动到PQ第二次碰撞,Q棒上产生的焦耳热。

2024-04-24更新 | 1175次组卷
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【推荐2】如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨相距l,其中水平部分位于同一水平面内,倾斜部分为一倾角为θ的斜面,倾斜导轨与水平导轨平滑连接.在水平导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.两长度均为l的金属棒abcd垂直导轨且接触良好,分别置于倾斜和水平轨道上,ab距水平轨道面高度为h.abcd质量分别为2mm,电阻分别为r和2r.由静止释放ab棒,导轨电阻不计.重力加速度为g,不计两金属棒之间的相互作用,两金属棒始终没有相碰.求:

(1)ab棒刚进入水平轨道时cd棒的电流I
(2)两金属棒产生的总热量Q
(3)通过cd棒的电量q.
2018-12-12更新 | 826次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】如图所示,倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1kg的U型导轨abcd,ab∥cd.另有一质量m=1kg的金属棒EF平行bc放在导轨上,EF下侧有绝缘的垂直于斜面的立柱P、S、Q挡住EF使之不下滑.以OO′为界,下部有一垂直于斜面向下的匀强磁场,上部有平行于斜面向下的匀强磁场.两磁场的磁感应强度均为B=1T,导轨bc段长L=1m.金属棒EF的电阻R=1.2Ω,其余电阻不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,开始时导轨bc边用细线系在立柱S上,导轨和斜面足够长.当剪断细线后,试求:

(1)细线剪短瞬间,导轨abcd运动的加速度;                                                                             
(2)导轨abcd运动的最大速度;
(3)若导轨从开始运动到最大速度的过程中,流过金属棒EF的电量q=5C,则在此过程中,系统损失的机械能是多少?(sin37°=0.6)
2016-12-08更新 | 900次组卷
共计 平均难度:一般