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:0.4 引用次数:363 题号:5159190
两固定水平平行金属导轨间距为L,导轨上放着两根相同导体棒abcd,已知每根导体棒质量均为m,电阻均为R,导轨光滑且电阻不计,整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感强度为B,开始时abcd两导体棒有方向相反的水平初速度,大小分别为

(1)求从开始到最终稳定的过程中回路总共产生的焦耳热;
(2)当cd棒的速度大小变为时,求:
①通过cd棒的电荷量为多少?
②两棒间的距离增大了多少?
③回路消耗的电功率为多少?

相似题推荐

解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,两根足够长、光滑平行金属导轨MNPQ固定在水平面内,相距,质量、电阻的导体棒ab垂直于MNPQ放在轨道上,与轨道接触良好,整个装置处于竖直向下匀强磁场中,磁感应强度的大小。不计导轨的电阻,现对导体棒ab施一水平向右的恒力,使导体棒由静止开始沿导轨向右运动。已知本装置在以下两种情况下,最终电流值不再变化。

情况1:若轨道端点MP间接有阻值的电阻,
(1)求导体棒ab能达到的最大速度
(2)导体棒ab达到最大速度后,撤去力F。求撤去力F后,电阻R产生的焦耳热Q
情况2:若轨道端点MP间接一电容器,其电容,假设电容器始终未被击穿;
(3)某同学求电流稳定值的大小的过程如下:
设电容器带电量为q,电压为U,充电电流稳定值为I,则……①
因为……②
所以……③
设杆的运动速度为v时,运动加速度为a,则
……④
所以……⑤
……⑥
由牛顿第二定律有……⑦
联立①③⑤⑥⑦式解得
老师检查后,发现他的结果是正确的,但在①②④⑥⑦五式中有一式是错误的,请你写出该式的序号(不必说理由)。
(4)导体棒运动速度为时,电流已稳定为(3)问的值,此时撤去力F,求撤去力F后,导体棒ab最终运动的速度
2024-03-03更新 | 420次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】如图所示, 水平光滑导轨足够长,导轨间距为L,导轨间分布有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨左端接有阻值为R的电阻,电阻两端接一理想电压表。一金属棒垂直放在导轨上,其在轨间部分的电阻为R。 现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止开始水平牵引金属棒,开始时,物块距地面的高度为h,物块即将落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为U。已知物块与金属棒的质量相等,不计导轨电阻和滑轮质量与摩擦,导轨始终与金属棒垂直且紧密接触,重力加速度为g求∶
(1)金属棒的最大速度v及物块的质量m
(2)棒从静止开始到物块刚要落地的过程中,电阻R上产生的热量Q
2020-03-30更新 | 505次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】如图甲所示,光滑导体轨道PMNPMN′是两个完全一样的轨道,是由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道组成,圆弧轨道与水平轨道在MM′点相切,两轨道并列平行放置,MNMN′位于同一水平面上,两轨道之间的距离为LPP′之间有一个阻值为R的电阻,开关K是一个感应开关(开始时开关是断开的),MNNM′是一个矩形区域内有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,水平轨道MN离水平地面的高度为h,其截面图如图乙所示.金属棒ab质量均为m、电阻均为R,在水平轨道某位置放上金属棒b,静止不动,a棒从圆弧顶端PP′处静止释放后,沿圆弧轨道下滑,若两导体棒在运动中始终不接触,当两棒的速度稳定时,两棒距离,两棒速度稳定之后,再经过一段时间,b棒离开轨道做平抛运动,在b棒离开轨道瞬间,开关K闭合.不计一切摩擦和导轨电阻,已知重力加速度为g.求:

(1)两棒速度稳定时的速度是多少?
(2)两棒落到地面后的距离是多少?
(3)从a棒开始运动至b棒离开轨道的过程中,回路中产生的焦耳热是多少?
2019-08-14更新 | 1258次组卷
共计 平均难度:一般