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 > 作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:883 题号:5093434
如图所示,两根固定的光滑的绝缘导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接,两导轨的间距L=0.5m,导轨的倾斜部分与水平面成θ=53°角.在导轨的倾斜部分方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B=1T、边长为L的正方形的匀强磁场区域abcd,导轨的水平部分有n个相同的方向竖直向上,磁感应强度大小均为B=1T、边长为L的正方形匀强磁场区域,磁场左、右两侧边界均与导轨垂直,在导轨的水平部分中相邻两个磁场区域的间距也为L.现有一质量m=0.5kg,电阻r=0.2Ω,边长也为L的质量分布均匀的正方形金属线框PQMN,从倾斜导轨上由静止释放,释放时MN边离水平导轨的竖直高度h=2.4m,当金属线框的MN边刚滑进磁场abed时恰好做匀速直线运动,此后,金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分继续运动并最终停止(重力加速度g=10m/s2sin53°=0.8,线框在运动过程中MN边始终与导轨垂直).则:
(1)金属线框刚释放时MN边与ab的距离s是多少?
(2)整个过程中金属线框内产生的焦耳热是多少?
(3)金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域?.

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨(电阻不计)与水平面成θ=30°角放置,导轨上端连有阻值R=2Ω的电阻和理想电流表,磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面。现有质量m=1kg、长度略大于L的金属棒,以初速度v0=10m/s从导轨上某一位置PP′开始沿导轨向上滑行,金属棒垂直导轨且与导轨接触良好,金属棒在导轨间的电阻r=2Ω,与此同时对金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外力F,以保证金属棒匀减速上滑,已知棒向上运动的过程中,电阻R上的电压均匀变化(每1s内变化2V),g取10m/s2。求:
(1)电流表读数的最大值
(2)棒的加速度和外力F的最大值;
(3)棒向上运动的最大距离和该过程中电阻R上通过的电量。
2020-04-25更新 | 243次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如下图1所示,某光滑轨道由区域Ⅰ与区域Ⅱ两部分共同组成,轨道电阻不计(注:棒只有以中心为对称点,距离对称点的部分有电阻,棒电阻均匀分布)区域Ⅰ:一质量为,长度为的金属棒从高度为的地方静止下落后,进入轨道区域中,处有一小段绝缘材料,在离边界足够远的地方有一质量为,长度为的金属棒。在轨道区域内存在匀强磁场,磁感应强度为,轨道距离为。当金属棒进入轨道上后,使加速,当棒速度稳定后,进入轨道的右侧区域Ⅱ。金属棒的电阻均为
区域Ⅱ:如图2为区域Ⅱ的俯视图,边界的左侧有一段绝缘处,在区域Ⅱ的下侧与右侧有电阻相连,当金属棒进入后,给予一外力使金属棒做匀速运动,已知电阻,竖直向下匀强磁场,当棒运动后抵达位置,已知EF=3m,b棒的电阻只存在于轨道之间。
(1)当棒刚好进入轨道区域Ⅰ时,棒两端的电势差
(2)求棒进入区域Ⅱ时的速度及在区域Ⅰ中通过金属棒的电荷量;
(3)计处为0位移,求金属棒的过程中外力与位移的关系。
2022-04-11更新 | 819次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】如图所示,MNPQ是两条足够长的光滑平行导轨,间距L=0.5m,电阻不计,导轨所在的平面与竖直面的夹角为θ=60°,导轨上端MP与水平面内的直流电路相连,导轨所在的空间有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2T。电路中电池电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R=4Ω。将单刀三掷开关k(b点为空挡)掷于a点后,将一根长度等于导轨间距、质量m=0.4kg的直导棒垂直放在导轨上,导棒恰好处于静止状态.重力加速度g=10m/s2。求:

(1)直导棒的电阻;
(2)将开关ka点改掷于b点,经过3s再将开关k掷于c点,电阻R所消耗电功率的最大值和最小值。
2018-03-14更新 | 467次组卷
共计 平均难度:一般