某同学用如图所示的装置研究电磁阻尼现象.ACDE、FGHI为相互平行的轨道,两轨道均在竖直平行内,AC、FG段是半径为r的四分之一圆弧,CDE、GHI段在同一水平面内,CG连线与轨道垂直,两轨道间距为L,在E、I端连接阻值为R的定值电阻,一长度也为L、质量为m的金属导棒固定在轨道上紧靠A、F端,导棒与导轨垂直并接触良好,导棒的电阻也为R,其它电阻不计,整个轨道处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,闭合电键k,让导棒由静止释放,导带在下滑过程中始终与导轨接触良好,当导棒运动到与CG重合时,速度大小为v,导棒最终静止在水平轨道DE、HI段某处,电阻R上产生的热量为Q,轨道DE、HI段粗糙且足够长、其它部分光滑,重力加速度为g,求:
(1)导棒运动到与CG重合时,通过定值电阻R的电量;
(2)导棒运动到与CG正合时,导棒的加速度大小;
(3)若断开电键K,再让导棒从轨道上紧靠F、A处由静止释放,则导棒在HI、DE段滑行的距离
是电键闭合时,导棒滑下在HI、DE段滑行的距离
的多少倍?
(1)导棒运动到与CG重合时,通过定值电阻R的电量;
(2)导棒运动到与CG正合时,导棒的加速度大小;
(3)若断开电键K,再让导棒从轨道上紧靠F、A处由静止释放,则导棒在HI、DE段滑行的距离
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更新时间:2018-05-13 12:05:51
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【知识点】 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量
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【推荐1】固定在水平桌面上的平行光滑金属导轨如图甲所示,导轨间距
,左端与
的电阻相连,导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,导体棒ab垂直放在导轨上。现给导体棒施加一水平向右的恒力F,测得导体棒速度随时间变化的图像如图乙所示。已知导体棒质量
,有效阻值
,磁场磁感应强度
,其它电阻不计。
(1)求导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流;
(2)求
时导体棒加速度的大小;
(3)若导体棒开始运动后1s内通过的位移
,求该时间内电阻R上产生的热量。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90621f329b40e16ac03d824ab3704882.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5791b88f5448708771f5c2d265c3c197.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/111f7b77e5c3e77b9e00cd99813abe50.png)
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(1)求导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流;
(2)求
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(3)若导体棒开始运动后1s内通过的位移
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e82713f85eb12bf2fd5ea3e252b146b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/28/20d57b65-e1b7-425f-9a1f-3a1c64ece306.png?resizew=403)
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【推荐2】如图所示,水平面上两根足够长平行粗糙金属导轨,间距为d,左端接有阻值为R的电阻,整个平面内有竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m、电阻为r的金属杆ab搁在导轨上,中点与一根轻质绝缘弹簧相连,弹簧右端固定.将金属杆连同弹簧一起向左拉至伸长量为s处由静止释放,当弹簧第一次恢复原长时金属杆的速度为v,此过程电阻R产生的焦耳热为Q.金属杆始终与导轨垂直且接触良好,与金属导轨间的动摩擦因数为μ.求:
(1)弹簧第一次恢复原长时金属杆的加速度大小和方向.
(2)弹簧初始时的弹性势能.
(1)弹簧第一次恢复原长时金属杆的加速度大小和方向.
(2)弹簧初始时的弹性势能.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/5/1895467216674816/1909951964602368/STEM/d10a58a853d34dbfbdd25ef70c47209f.png?resizew=189)
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【推荐3】如图所示,宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中,框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻,框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab,ab长为0.5m。ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动(设水平金属框架足够长,轨道电阻及接触电阻忽略不计)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/17/1630038918086656/1630038918488064/STEM/d31faea7-adad-40e0-b569-35c395031cab.png?resizew=187)
(1)试判断金属导体ab两端哪端电势高;
(2)求通过金属导体ab的电流大小;
(3)求水平恒力F对金属导体ab做功的功率。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/17/1630038918086656/1630038918488064/STEM/d31faea7-adad-40e0-b569-35c395031cab.png?resizew=187)
(1)试判断金属导体ab两端哪端电势高;
(2)求通过金属导体ab的电流大小;
(3)求水平恒力F对金属导体ab做功的功率。
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