如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距l=1m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。杆1、杆2是两根用轻质细线连接的金属杆,质量分别为m1=0.1kg和m2=0.4kg,两杆垂直导轨放置,且两端始终与导轨接触良好,两杆的总电阻R=2Ω,两杆在沿导轨向上的外力F作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直,在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,已知杆2能达到的最大速度为0.8m/s。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)外力F的大小;
(2)细线烧断后,杆1的最大速度;
(3)两杆刚达到最大速度时,杆1上滑了0.8m,则从t=0时刻起到此刻经历的时间。
(1)外力F的大小;
(2)细线烧断后,杆1的最大速度;
(3)两杆刚达到最大速度时,杆1上滑了0.8m,则从t=0时刻起到此刻经历的时间。
更新时间:2024-04-10 20:36:33
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【推荐1】如图所示,相距为L=0.5m的两条足够长的粗糙平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°,上端接有定值电阻R=3.5Ω,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B=2T,将质量为m=0.5kg内阻为r=0.5Ω的导体棒由静止释放,导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.25,不计导轨的电阻,(g=10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8)。
求:(1)导体棒运动的最大速度;
(2)若导体棒从释放至其运动达到最大速度时沿导轨下滑x=20m,此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?
求:(1)导体棒运动的最大速度;
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【推荐2】如图所示,三边长均为L=0.6m的光滑U形导轨Ⅰ固定放置,与水平面成60°角;另一足够长的光滑U形导轨Ⅱ固定放置在比导轨Ⅰ高的水平面内,导轨Ⅱ内始终存在着水平向右做匀加速运动的匀强磁场,磁感应强度B'= 1.0T,方向竖直向上,质量为m=0.1kg,阻值为R=2.0Ω的导体棒ab垂直导轨放置在导轨Ⅰ的开口处(有两柱挡着ab),现突然在导轨Ⅰ内加一垂直于导轨Ⅰ平面向上的、以B=B0-10t变化的磁场,经0.1s后,ab棒离开导轨Ⅰ斜向上飞出(在该0.1s内,导体棒ab所受的安培力大于其重力沿导轨Ⅰ所在平面的分力),恰好能到达最高点时落在导轨Ⅱ的开口a'b'处,此后,ab棒及匀强磁场B'运动的v-t图像分别为图乙中的平行线①②.若ab棒始终与导轨接触良好,导轨的电阻和空气阻力均不计。g取10m/s2,求:
(1)ab棒飞起的高度h;
(2)磁场B的初始值B0;
(3)磁场B'向右运动的加速度a。
(1)ab棒飞起的高度h;
(2)磁场B的初始值B0;
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【推荐3】如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨、固定在竖直平面内,两导轨间的距离为,导轨间连接的定值电阻,导轨上放一质量为的金属杆,金属杆始终与导轨垂直且接触良好,导轨间金属杆的电阻,其余电阻不计,整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里,重力加速度g取。现让金属杆从下方某一水平位置由静止释放,忽略空气阻力的影响。
(1)求金属杆的最大速度;
(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热,试求此过程通过电阻R上的电荷量。
(1)求金属杆的最大速度;
(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热,试求此过程通过电阻R上的电荷量。
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【推荐1】如图所示,间距为的光滑平行金属导轨,水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为,导轨左端接有阻值为的定值电阻,一质量为的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度向右做匀速直线运动,此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变,金属杆始终与导轨垂直且接触良好,除了电阻R以外不计其他电阻。
(1)求金属杆中的电流和水平外力的功率;
(2)某时刻撤去外力,经过一段时间,自由电子沿金属杆定向移动的速率变为,求:
(i)这段时间内电阻R上产生的焦耳热;
(ii)这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。
(1)求金属杆中的电流和水平外力的功率;
(2)某时刻撤去外力,经过一段时间,自由电子沿金属杆定向移动的速率变为,求:
(i)这段时间内电阻R上产生的焦耳热;
(ii)这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。
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【推荐2】如图所示,有两条相距的平行光滑金属轨道,轨道在、之间水平,其中左侧轨道的倾斜角,右侧轨道为弧线,在轨道的上端接有阻值的定值电阻。、之间存在竖直向下的磁场(PM、QN边界上无磁场),磁感应强度的变化情况如图所示,、之间的距离。一质量为、导轨间有效阻值为的导体棒从时刻无初速度释放,初始位置与水平轨道间的高度差。导体棒静置于磁场左边界的水平轨道处,该导体棒的质量也为,有效阻值。导体棒下滑后平滑进入水平轨道(转角处无机械能损失),并与导体棒发生弹性碰撞。运动中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨电阻。重力加速度取。求:
(1)在0~2s内,通过导体棒b的电荷量;
(2)导体棒b进入磁场瞬间受到的安培力大小;
(3)导体棒b最终静止的位置离PM的距离。
(1)在0~2s内,通过导体棒b的电荷量;
(2)导体棒b进入磁场瞬间受到的安培力大小;
(3)导体棒b最终静止的位置离PM的距离。
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【推荐3】两根光滑平行的电阻不计的金属导轨MN和PQ相距L,竖直放置在垂直导轨平面向外、磁感强度为B的匀强磁场中,导轨上端接有由阻值为R1的电阻、电容器以及阻值为R2的电阻组成的电路,如图所示。一根质量为m、电阻为r的水平金属棒ab由静止开始释放,下滑过程中ab与MN和PQ保持良好接触,导轨足够长,磁场区域足够大。求:
(1)ab棒开始运动后电阻R1的电流方向;
(2)ab棒的最大加速度;
(3)ab棒的最大速度;
(4)试讨论:若R2、r分别增大,各对电容器电量的最大值会有何影响。
(1)ab棒开始运动后电阻R1的电流方向;
(2)ab棒的最大加速度;
(3)ab棒的最大速度;
(4)试讨论:若R2、r分别增大,各对电容器电量的最大值会有何影响。
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