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:892 题号:7050302
如图所示,两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ竖直放置,两导轨之间的距离为L=1m,两导轨M、P之间接入电阻R=0.2Ω,导轨电阻不计,在abcd区域内有一个方向垂直于两导轨平面向里的磁场Ⅰ,磁感应强度B0=1T.磁场的宽度x1=1m,在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向里的磁场Ⅱ,磁感应强度B1=0.5T.一个质量为m=1kg的金属棒垂直放在金属导轨上,与导轨接触良好,金属棒的电阻r=0.2Ω,若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放,则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速直线运动.金属棒进入磁场Ⅱ后,经过ef时系统达到稳定状态,cdef之间的距离x2=15m.(g10m/s2

(1)金属棒进入磁场Ⅰ时的速度大小
(2)金属棒从开始静止到磁场Ⅱ中达到稳定状态这段时间中电阻R产生的热量.
(3)求金属棒从开始静止到在磁场Ⅱ中达到稳定状态所经过的时间.
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【推荐1】如图1所示,M1M4N1N4为平行放置的水平金属轨道,M4PN4Q为平行放置的竖直圆弧金属轨道,M4N4为切点,轨道间距L=1.0m,整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻.M1M2N2N1M3M4N4N3为长方形区域I、II,I区域宽度d1=0.5m,Ⅱ区域宽度d2=0.4m;两区域之间的距离s=1.0m;I区域内分布着变化规律如图2所示的匀强磁场B1,方向竖直向上;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2=0.5T,方向竖直向上.两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为=0.2,M3N3右侧的直轨道及圆弧轨道均光滑.质量m=0.1kg,电阻R0=0.5Ω的导体棒CDt=0开始加上垂直于棒的水平恒力F=1.0N,从M2N2处由静止开始运动,到达M3N3处撤去恒力FCD棒穿过匀强磁场区上滑后又恰好返回停在M2N2.若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,求:

(1)CD棒从M2N2处运动到M3N3处所需要的时间
(2)CD棒从开始运动到第一次通过M4N4过程通过R的电量
(3)在整个运动过程中CD棒上产生的焦耳热Q
2019-09-28更新 | 634次组卷
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【推荐2】如图(a)所示,倾角为θ的平行金属轨道AN和A′N′间距为L,与绝缘光滑曲面在NN′处用平滑圆弧相连接,金属轨道的NN′和MM′区间处于与轨道面垂直的匀强磁场中,轨道顶端接有定值电阻R和电压传感器,不计金属轨道电阻和一切摩擦,PP′是质量为m、电阻为r的金属棒.现开启电压传感器,将该金属棒从曲面上高H处静止释放,测得初始一段时间内的U t(电压与时间关系)图象如图(b)所示(图中Uo为已知).求:

(1)t3t4时间内金属棒所受安培力的大小和方向;
(2)t3时刻金属棒的速度大小;
(3)t1t4时间内电阻R产生的总热能QR
2016-03-25更新 | 227次组卷
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【推荐3】某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQMN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1B2,二者方向相反.矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘).其中ad边宽度与磁场间隔相等,当磁场B1B2同时以速度v0= 10m/s沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动.已知金属框垂直导轨的ab边长L=0.1m、总电阻R=0.8Ω,列车与线框的总质量m=4.0kg,B1=B2=2.0T, 悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力f=0.4N.
(1)求实验车所能达到的最大速率;
(2)实验车达到的最大速率局,某时刻让磁场立即停止运动,实验车运动20s之后也停止运动,求实验车在这20s丙的通过的距离:
(3)假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,经过时间t=24s时,发现实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为v=2m/s,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间.
2019-12-17更新 | 763次组卷
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