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:512 题号:22925869

如图甲所示,左侧发电装置由一个留有小缺口的圆形线圈和能产生辐向磁场的磁体组成,辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称,线圈所在处磁感应强度大小均为。线圈半径r,电阻不计,缺口处通过足够长轻质软导线与间距的水平平行光滑金属轨道相连,轨道间接有电容为的电容器,区域内有竖直向下,的匀强磁场,紧靠处有一根质量m,电阻R的金属杆a。绝缘轨道区域内有方向竖直向下,大小随x轴(为坐标原点,向右为正方向)变化的磁场,变化规律满足,同一位置垂直轨道方向磁场相同,紧靠处放置质量为m、电阻为的“”形金属框EFGHFG边长度为LEF边长度为时刻单刀双掷开关S和接线柱1接通,圆形线圈在外力作用下沿竖直方向运动,其速度按照图乙规律变化,取竖直向上为速度正方向。时将S从1拨到2,同时让金属杆a以初速度在磁场中向右运动,金属杆a达到稳定速度后在处与金属框EFGH发生完全非弹性碰撞组合成一闭合的长方形金属框。不考虑电流产生的磁场影响,除已给电阻其它电阻不计。求(结果可用rmk中的字母表):

(1)时刻电容器M板带电极性,及电荷量;
(2)a杆到达时的速度大小

(3)金属杆a与“”形金属框发生完全非弹性碰撞组合成一闭合的长方形金属框,金属框最终静止时HE边所在位置的x轴坐标。

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【推荐1】如图所示,足够长平行光滑的金属导轨相距,导轨平面与水平面夹角,导轨电阻不计,磁感应强度的匀强磁场垂直导轨平面斜向下,金属棒垂直于放置在导轨上且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为,金属棒电阻,定值电阻,电阻箱电阻调到,电容,重力加速度g,现将金属棒由静止释放。
(1)在开关接到1的情况下,求金属棒下滑的最大速度;
(2)在开关接到1的情况下,当调至后且金属棒稳定下滑后,求稳定下滑的过程中金属棒上产生的焦耳热;
(3)在开关接到2的情况下,求经过时间时金属棒的速度。
2022-04-28更新 | 505次组卷
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【推荐2】如图所示,水平固定放置的U形光滑框架上接一个阻值为R0的电阻,放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F的作用下,由静止开始运动距离d后速度为v,半圆形硬导体AC的电阻为r,其余电阻不计。求:
(1)此时AC两端电压为UAC
(2)此过程中电阻R0产生的热量Q
(3)此过程中通过电阻R0的电荷量q
(4)此过程所用时间t
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【推荐3】如图所示,QMHDEK为两根固定的平行水平金属导轨,在QDME两侧分别接有相同的弧形金属导轨PQCDMNEF,导轨间距均为l。水平金属导轨QMDE长度皆为L(足够长),只在其间分布有竖直向上,磁感应强度大小为B的匀强磁场。水平导轨MHEK间接有阻值为2R的定值电阻,由电键S控制通断,其它电阻均不计。ab为材料相同、长度都为l的导体棒,跨接在弧形导轨上。已知a棒的质量为2m、电阻为Rb棒的质量为m、电阻为2R,初始b棒用插销固定(图中未画出)。两棒距水平导轨高度都为h,由静止释放a棒、b棒,两棒会分别通过DQEM进入匀强磁场区域,a棒、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。两棒与导轨接触良好,不计棒与导轨间的摩擦。
(1)若闭合电键S,b棒插销固定,让a棒由静止释放,求a棒减速为零时,通过定值电阻的电量和其上产生的焦耳热分别为多大?
(2)若拔去金属棒b的插销,断开电键S,同时释放ab棒,两棒进入磁场后,立即撤去弧形轨道,如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已做匀速运动,则此棒从进入磁场到匀速运动的过程中其上产生的焦耳热多大?
(3)在(2)的情形下,求ab两棒在磁场区域运动中的最近间距为多大?
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