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:318 题号:7779527
如图所示,顶角θ=45°的光滑金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r。导体棒与导轨接触点为ab,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时,导体棒位于顶点O处,求:
(1)导体棒做匀速直线运动时水平外力F的表达式;
(2)导体棒在t时刻消耗的电功率以及导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q
(3)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x1

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【推荐1】如图所示,足够长的U形倾斜导轨间距L=1.0m,电阻忽略不计,倾角,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于导轨平面向上。质量m=0.2kg,电阻的导体棒ab垂直跨放在U形导轨上,导体棒与导轨间的动摩擦因数。现由静止释放导体棒,直至恰能匀速下滑,已知该过程中通过导体棒的电荷量,()。求;
(1)导体棒匀速下滑的速度v
(2)该过程中,导体棒的焦耳热Q
2020-08-09更新 | 267次组卷
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【推荐2】如图所示,平行、光滑、间距为L=1m的金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角为θ = 37°,导轨底部有一与导轨垂直的绝缘固定挡板P。质量均为m = 0.1 kg的金属直杆ab间系一轻质弹簧,a杆紧靠挡板Pb杆静止在导轨上。在b上方某处,沿导轨宽为d = 0.75m的矩形范围内有垂直导轨向下的匀强磁场。质量也为m的金属直杆c从沿导轨方向距磁场上边界d的位置由静止释放。c杆恰好能匀速地穿过整个磁场,与b杆碰撞后立即与b杆结为一体,之后a杆恰好不能离开挡板Pc杆恰好没有再次进入磁场。已知c杆在导轨间的电阻为R = 4 Ω,其余所有电阻不计,弹簧始终没有超出弹性限度,g = 10m/s2,sin37° = 0.6。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求b杆初始位置到磁场下边界在沿导轨方向的距离x和轻弹簧的劲度系数k
(3)若将c杆换成相同材料相同长度但截面积为c杆3倍的e杆,其余条件均不变,求a杆第一次刚要离开挡板Pbe杆整体的速度大小。
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【推荐3】如图所示,水平面上固定着不等间距的两段平行直导轨,处于磁感应强度大小为B的竖直向下的匀强磁场中,粗糙导轨的间距为L,光滑导轨无限长,其间距为,导轨电阻均不计,金属棒垂直放置于两段导轨上与导轨接触良好,且均可自由滑动,其质量分别为m,二者接入电路的阻值分别为R,一根轻质细线绕过定滑轮(定滑轮用绝缘材料固定在轨道平面内,滑轮质量和摩擦不计),一端系在金属棒的中点上,另一端悬挂一物块WW的质量为M,此时金属棒恰好不滑动。现用水平向右的恒定拉力F使金属棒由静止开始向右运动,当达到最大速度时金属棒刚要滑动已知重力加速度为g,求:
(1)金属棒的最大速度
(2)恒定拉力F的大小;
(3)若在金属棒达到最大速度时立即撤去拉力F,试计算出金属棒继续运动的位移s
(4)若金属棒从静止开始运动到最大速度所用的时间为t,则金属棒棒开始运动到棒静止共产生了多少焦耳热?
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