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:762 题号:5461299
如图所示,相距L的光滑金属导轨,半径为R圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面,MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒abcd垂直导轨且接触良好,cd静止在磁场中,ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,进入磁场后与cd没有接触。已知ab的质量为m、电阻为rcd的质量为3m、电阻为r。金属导轨电阻不计且水平部分足够长。重力加速度为g。求:
(1)ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小;
(2)ab刚进入磁场时,请指出cd棒中的电流方向;
(3)若cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半,求:cd离开磁场瞬间,ab受到的安培力大小。

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【推荐1】如图所示,两根平行且足够长的粗糙金属导轨,间距L=0.5m,所在平面与水平面的夹角α=53°,导轨间接有一阻值R= 2Ω的电阻,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小B=lT.导体棒a的质量m1=0.lkg,接入电路的电阻R1=1Ω;导体棒b的质量m2=0.2kg,接入电路的电阻R2= 2Ω,它们均垂直导轨放置并始终与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数均为µ=0.5.现从图中的MN处同时将导体棒a、b由静止释放,运动过程中它们均匀速穿过磁场区域,且当导体棒a刚出磁场时导体棒b恰好进入磁场.导体棒ab电流间的相互作用忽略不计,
   sin53°=0.8,   cos53°=0.6,g取10m/ s2.求:
(1)导体棒a刚进入磁场时,流过电阻R的电流大小;
(2)导体棒a在磁场中匀速运动的速度大小;
(3)导体棒ab穿过磁场区域的过程中,流经电阻R的电荷量.
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【推荐2】如图甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,NQ之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻位为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为vM,改变电阻箱的阻值R,得到vMR之间的关系如图乙所示。已知导轨间距为L=2m,重力加速度g=10m/s2,轨道足够长且电阻不计。求:
(1)当R=0时,杆ab匀速下滑过程中产生感应电动势E的大小及杆中的电流方向;
(2)金属杆的质量m及阻值r
(3)当R=4时,回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W
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【推荐3】如图,金属棒ab的质量m=5g,放置在宽L=1m、光滑的金属导轨边缘外,两金属导轨处于水平面内,该处有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.电容器的电C=200μF,电源电动势E=16V,导轨平面距地面高度h=0.8m,g10m/s2.在电键S1接通并稳定后,再使它与2接通,则金属棒ab被抛到x=0.064m的地面上,试求此时电容器两端的电压.
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