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 > 电磁感应中的动量、能量问题 > 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:1658 题号:22043965
如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距为区域有匀强磁场,磁感应强度大小为,方向竖直向上。初始时刻,磁场外的细金属杆M以初速度向右运动,磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。已知杆M的质量为,在导轨间的电阻为,杆N的质量为,在导轨间的电阻为,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
(1)求M刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;
(2)若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为,求:
①N在磁场内运动过程中N上产生的热量
②初始时刻N到的最小距离

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【推荐1】如图所示PQMN为足够长的两平行金属导轨(其电阻不计),它们之间连接一个阻值R=4Ω的电阻,导轨间距为L=1 m。一质量为m=0.1kg,电阻r=1Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,导轨平面的倾角为θ=37°,有垂直导轨平面向上匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T。今让金属杆AB由静止开始下滑,从杆开始下滑到恰好匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C。(取g=10m/s2),求:
(1)金属杆AB匀速下滑的速度v的大小;
(2)金属杆AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量QR
   
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【推荐2】如图所示,电阻不计的光滑U形导轨水平放置,导轨间距l=0.50m,导轨一端接有R=4.0Ω的电阻.有一质量m=0.10kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.20T.现用F=5.0N的水平恒力垂直拉动金属棒ab,使它由静止开始向右加速运动,当金属棒向右运动的距离为x=2.0m时速度达到v=10m/s.设导轨足够长,求:

(1)此时金属棒ab中电流的大小和方向; 
(2)金属棒在向右运动2.0m的过程中,通过电阻R电荷量q   
(3)金属棒在向右运动2.0m的过程中,金属棒产生的焦耳热Qr
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【推荐3】如图所示,两足够长光滑平行金属导轨MNPQ水平固定放置,导轨间距为l。两长度也为l的金属棒cdef静置在导轨上。已知cd棒的质量为m,阻值为2Ref棒的质量为2m,阻值为R,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现给cd棒一水平向右的初速度v0,整个过程两金属棒均与导轨接触良好,导轨电阻不计,求从开始运动到系统稳定过程:
(1)cd棒产生的热量;
(2)通过ef棒的电荷量;
(3)cd棒与ef棒的相对位移大小。
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共计 平均难度:一般