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 > 电磁感应与电路的综合问题
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:466 题号:22764134
某电磁轨道炮的简化模型如图所示,两光滑导轨相互平行,固定在光滑绝缘水平桌面上,导轨的间距为L,导轨左端通过单刀双掷开关与电源、电容器相连,电源电动势为E,内阻不计,电容器的电容为CEFPQ区域内有垂直导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场,EFPQ之间的距离足够长。一炮弹可视为宽为L、质量为m、电阻为R的金属棒静置于EF处,与导轨始终保持良好接触。当把开关分别接ab时,导轨与电源相连,炮弹中有电流通过,炮弹受到安培力作用向右加速,同时炮弹中产生感应电动势,当炮弹的感应电动势与电源的电动势相等时,回路中电流为零,炮弹达到最大速度。不考虑空气阻力,其它电阻都不计,忽略导轨电流产生的磁场。求:
(1)炮弹运动到PQ边界过程的最大加速度
(2)炮弹运动达到最大速度的过程中,流过炮弹横截面的电荷量q和回路产生的焦耳热Q
(3)将炮弹放回原位置,断开,把c,让电源给电容器充电,充电完成后,再将断开,把d,求炮弹运动到PQ边界时电容器上剩余的电荷量

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,两根足够长的粗糙平行直导轨与水平面成α角放置,两导轨间距为l,轨道上端接一电容为C的电容器.导轨处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面斜向上.一质量为m的金属棒在沿平行斜面的恒力F作用下从静止开始沿斜面向上运动.已知重力加速度大小为g,金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,忽略所有电阻,求:

(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)回路中的电流强度大小.
2019-02-12更新 | 359次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如图所示,倾角为θ=30°、间距L=0.5m、 电阻不计的金属轨道固定放置且足够长, 沿轨道建立x轴,边界与坐标原点O在一条直线上且垂直x轴。区域:,垂直轨道平面向下;区域:(T),垂直轨道平面向上。质量为、边长均为L=0.5m的U形框由金属棒de(阻值)和两绝缘棒cd ef组成。另有质量为、长度、阻值的金属棒ab在离cf一定距离处获得沿斜面向下的冲量后沿轨道向下运动。金属棒ab及U形框与轨道间的动摩擦因数
(1)ab棒释放后的短时间内比较de两点的电势高低。
(2)若棒ab从某处释放,同时U形框解除锁定,为使棒ab与U形框碰撞前框能保持静止,则释放ab时所加的初速度的最大值。
(3) 若棒abx=-0.16m处释放, 且初速度为,同时形框解除锁定,求棒ab与框发生完全非弹性碰撞后ed棒的最大位移。

2024-03-15更新 | 552次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,两根间距为L的光滑金属导轨CM1M2P1P2DN1N2Q1Q2固定放置,导轨M1N1左侧向上弯曲,右侧水平。水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场区域Ⅰ,右端有另一磁场区域Ⅱ,其宽度也为d,但方向竖直向下,两磁场的磁感应强度大小均为B,相隔的距离也为d。有两根电阻均为R的金属棒ab与导轨垂直放置,金属棒a质量为m,金属棒b质量为3mb棒置于磁场Ⅱ的中点EF处,并用绝缘细线系住,细线能承受的最大拉力为F0。现将a棒从弯曲导轨上某一高度h0处由静止释放并沿导轨运动,当a棒刚进入磁场区域Ⅰ时细线刚好被拉断,重力加速度大小为g
(1)当a棒在磁场Ⅰ中运动时,若要使b棒在导轨上保持静止,则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0,求h0的大小;
(2)若将a棒从弯曲导轨上高度小于h0处由静止释放,使其以速度v1v1为已知量)进入磁场区域Ⅰ。求a棒通过磁场Ⅰ的过程中,a棒产生的焦耳热;
(3)若将a棒从高度大于h0的某处由静止释放,使其以速度v2v2为已知量)进入磁场区域Ⅰ,记为t=0时刻;经过时间t0后从区域Ⅰ穿出,穿出时a棒的速度为v2,求t0时刻b棒的速度vb
2021-04-05更新 | 672次组卷
共计 平均难度:一般