如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为l.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小.
(3)已知金属杆ab从静止到具有最大速度发生的位移为s.求在此过程中,克服安培力所做的功.
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小.
(3)已知金属杆ab从静止到具有最大速度发生的位移为s.求在此过程中,克服安培力所做的功.
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更新时间:2019-05-17 14:26:11
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【推荐1】如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长且电阻不计的平行金属导轨相距L,导轨平面与水平面夹角为θ,上端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向垂直导轨平面向下(图中未画出).质量为m,电阻也为R的金属棒放在两导轨上由静止开始释放,金属棒下滑过程中的最大速度为vm,棒与导轨始终垂直并保持良好接触,且它们之间的动摩擦因数为μ.试求
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)磁场的磁感应强度的大小;
(3)当金属棒沿导轨下滑距离为s时,金属棒速度已达到最大值,则此过程中电阻R上产生的焦耳热QR为多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/1/2131425928232960/2136327398440961/STEM/788c49e7-645f-414a-88a6-ef1a230e67de.png?resizew=268)
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)磁场的磁感应强度的大小;
(3)当金属棒沿导轨下滑距离为s时,金属棒速度已达到最大值,则此过程中电阻R上产生的焦耳热QR为多少?
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【推荐2】如图所示,绝缘水平面上固定着两根电阻不计、足够长的平行金属导轨AB、CD,处于磁感应强度大小为B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距L=1m。长度均为1m、电阻R均为1
、质量均为m=0.5kg金属棒ab、cd分别垂直放置在水平导轨上,金属棒ab与水平导轨间的动摩擦因数
,金属棒cd光滑。现给金属棒cd施加水平向右的拉力F=10N,使其在水平轨道上由静止开始运动,经过0.8s金属棒ab刚好开始运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)在0~0.8s内,金属棒cd运动的位移;
(2)在0~0.8s内,金属棒ab上产生的焦耳热
(3)定性画出金属棒cd由静止开始运动至达到稳定状态的速度-时间(v-t)图象。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0047f659c182291c84c224df6b5e993f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eaf05975a6d6f0da58615741a3d59dfc.png)
(1)在0~0.8s内,金属棒cd运动的位移;
(2)在0~0.8s内,金属棒ab上产生的焦耳热
(3)定性画出金属棒cd由静止开始运动至达到稳定状态的速度-时间(v-t)图象。
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【推荐3】如图甲所示,匝数为n、总电阻为r、横截面积为S的竖直螺线管与两足够长的固定平行光滑导轨相连,导轨间距为L,倾角为θ。导轨间有磁感应强度大小为B0、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。长为L、电阻为4r的导体棒ab放在导轨上,始终与导轨垂直且接触良好。螺线管内有竖直方向、分布均匀的变化磁场(图中未画出),磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。闭合开关S,ab恰好处于静止状态。重力加速度大小为g,定值电阻R的阻值为4r,导轨电阻和空气阻力均不计,忽略螺线管磁场对ab的影响。
(1)求0~3t0时间内通过螺线管的电荷量q;
(2)求导体棒ab的质量m;
(3)若将开关S断开,将ab由静止释放,求ab沿导轨上滑的最大速度vm。
(1)求0~3t0时间内通过螺线管的电荷量q;
(2)求导体棒ab的质量m;
(3)若将开关S断开,将ab由静止释放,求ab沿导轨上滑的最大速度vm。
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【推荐1】如图所示,绝缘水平面上固定着两根电阻不计、足够长的平行金属导轨AB、CD,处于磁感应强度大小为B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距L=1m。长度均为1m、电阻R均为1
、质量均为m=0.5kg金属棒ab、cd分别垂直放置在水平导轨上,金属棒ab与水平导轨间的动摩擦因数
,金属棒cd光滑。现给金属棒cd施加水平向右的拉力F=10N,使其在水平轨道上由静止开始运动,经过0.8s金属棒ab刚好开始运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)在0~0.8s内,金属棒cd运动的位移;
(2)在0~0.8s内,金属棒ab上产生的焦耳热
(3)定性画出金属棒cd由静止开始运动至达到稳定状态的速度-时间(v-t)图象。
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(1)在0~0.8s内,金属棒cd运动的位移;
(2)在0~0.8s内,金属棒ab上产生的焦耳热
(3)定性画出金属棒cd由静止开始运动至达到稳定状态的速度-时间(v-t)图象。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/3/2756522130022400/2757756917530624/STEM/08b076f2-e2a7-4b55-9289-e34c859f4bae.png?resizew=349)
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【推荐2】如图所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B,方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为
,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求:
①金属棒a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒b的电流大小;
②若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09277838d53b45155cc07f920d374cda.png)
①金属棒a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒b的电流大小;
②若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。
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真题
名校
【推荐3】如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/8/1/1742490323984384/1742722498027520/STEM/715e8af8-57b4-443f-86f4-101bd961436f.png?resizew=420)
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