如图所示,M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨,导轨间距离是d=0.5m,导轨左端接有定值电阻R=2Ω,质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨,可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触,滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N,滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接,细线跨过光滑的定滑轮,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度是B=2T,将滑块由静止释放。设导轨足够长,磁场足够大,M未落地,且不计导轨和滑块的电阻。g=10m/s2,求:
(1)滑块能获得的最大动能;
(2)滑块的加速度为a=2m/s2时的速度;
(3)由于滑块做切割磁感线运动,对滑块中的自由电荷产生一个作用力,从而产生电动势,设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,滑块移动的距离是x=1m,求此过程中此作用力对自由电荷做的功。
(1)滑块能获得的最大动能;
(2)滑块的加速度为a=2m/s2时的速度;
(3)由于滑块做切割磁感线运动,对滑块中的自由电荷产生一个作用力,从而产生电动势,设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,滑块移动的距离是x=1m,求此过程中此作用力对自由电荷做的功。
更新时间:2018-04-01 16:39:42
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【推荐1】如图甲所示,电阻不计且间距为L = 1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为的电阻,虚线OO'下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m = 0.3 kg、电阻的金属ab必从OO'上方某处以一定初速度释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3 m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示。已知d进入磁场时的速度= 2.0m/s,取g=10m/s2。 求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)金属杆ab下落0.3 m的过程中,通过R的电荷量q。
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)金属杆ab下落0.3 m的过程中,通过R的电荷量q。
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【推荐2】如图甲所示,两根完全相同的金属导轨平行放置,宽L=3m,其中倾斜部分abcd光滑且与水平方向夹角为,匀强磁场垂直斜面向下,磁感应强B=0.5T,轨道顶端ac接有电阻R=1.5Ω。导轨水平部分粗糙,动摩擦因数为且只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小也为B=0.5T,其中磁场左边界zk长为1m,边界ke、zf与水平导轨间夹角均为且长度相等,磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好,在斜面上由静止释放,到达底端bd时已经匀速,速度大小为。当金属棒进入导轨的水平部分时(不计拐角处的能量损失),给金属棒施加外力,其在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数与位移x图像如图乙所示,棒运动到ef处时撤去外力,此时棒速度大小为,最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直,金属棒连入电路中的电阻为r=0.5Ω,金属棒在水平导轨上从bd边界运动到pn边界共用时,。求:
(1)金属棒的质量m的大小;
(2)由静止释放到到达底端bd过程中导体棒产生的焦耳热;
(3)水平磁场边界ep的长度d为多少。
(1)金属棒的质量m的大小;
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【推荐3】相距的足够长金属导轨竖直放置,质量为的光滑金属棒通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,金属棒水平固定在金属导轨上,如图甲所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方式竖直向下,两处磁场感应强度大小相等,、两棒的电阻均为,导轨电阻不计,棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F作用下从静止开始,沿导轨匀加速运动,取,求:
(1)在运动过程中,棒中的电流方向?棒受到的安培力方向?
(2)求出棒加速度大小和磁感应强度B的大小?
(3)从到,金属棒的机械能变化了多少?
(1)在运动过程中,棒中的电流方向?棒受到的安培力方向?
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【推荐1】如图(a)所示,电阻为2R、半径为r、匝数为n的圆形导体线圈两端与水平导轨AD、MN相连。与导体线圈共圆心的圆形区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度随时间变化的规律如图(b)所示,图(b)中的B0和t0均已知。PT、DE、NG是横截面积和材料完全相同的三根粗细均匀的金属棒。金属棒PT的长度为3L、电阻为3R、质量为m。导轨AD与MN平行且间距为L,导轨EF与GH平行且间距为3L,DE和NG的长度相同且与水平方向的夹角均为30°。区域Ⅰ和区域Ⅱ是两个相邻的、长和宽均为d的空间区域。区域Ⅰ中存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B0的匀强磁场。0~2t0时间内,使棒PT在区域Ⅰ中某位置保持静止,且其两端分别与导轨EF和GH对齐。除导体线圈、金属棒PT、DE、NG外,其余导体电阻均不计,所有导体间接触均良好且均处于同一水平面内,不计一切摩擦,不考虑回路中的自感。
(1)求在0~2t0时间内,使棒PT保持静止的水平外力F的大小;
(2)在2t0以后的某时刻,若区域Ⅰ内的磁场在外力作用下从区域Ⅰ以v0的速度匀速运动,完全运动到区域Ⅱ时,导体棒PT速度恰好达到v0且恰好进入区域Ⅱ,该过程棒PT产生的焦耳热为Q,求金属棒PT与区域Ⅰ右边界的初始距离x0和该过程维持磁场匀速运动的外力做的功W;
(3)若磁场完全运动到区域Ⅱ时立刻停下,求导体棒PT运动到EG时的速度大小v。
(1)求在0~2t0时间内,使棒PT保持静止的水平外力F的大小;
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(1)将b锁定,释放a,求a的最终速度v;
(2)让a沿斜面向上c竖直向下以2v的速度运动,同时释放b,求三个物体最终运动的速度;
(3)在(2)问中,若a、b、c从开始运动经时间t到达最终状态,求该过程中a、b产生的总焦耳热?
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(2)让a沿斜面向上c竖直向下以2v的速度运动,同时释放b,求三个物体最终运动的速度;
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【推荐3】如图甲所示,倾斜放置的光滑平行导轨,长度足够长,宽度L=0.4m,自身电阻不计,上端接有R=0.2Ω的定值电阻,在导轨间MN虚线以下的区域存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=0.5T的有界匀强磁场,MN虚线到磁场的下边界的距离为28m。在MN虚线上方垂直导轨放有一根电阻r=0.1Ω的金属棒。现将金属棒无初速度释放,其运动时的v-t图像如图乙所示。重力加速度取g=10m/s2。
(1)求斜面的倾角θ和金属棒的质量m(保留三位有效数字);
(2)在磁场中运动的整个过程中定值电阻R上产生的热量Q是多少?
(1)求斜面的倾角θ和金属棒的质量m(保留三位有效数字);
(2)在磁场中运动的整个过程中定值电阻R上产生的热量Q是多少?
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