1 . 如图(甲)所示,相距为L的平行金属导轨置于水平面内,导轨间接有定值电阻R。质量为m的金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。t=0时刻,对金属棒ab施加一与导轨平行的恒定拉力F,使其由静止开始做加速直线运动。不计金属棒与导轨的电阻及金属棒与导轨间的摩擦。
(1)从t=0时刻开始计时,在图(乙)所示的坐标系中定性画出金属棒ab的速度大小v随时间t变化的图像;并求出金属棒ab的最大速度vm。
(2)已知金属棒ab从开始运动到速度达到最大时的位移为x,求在此过程中安培力对金属棒ab所做的功WA。
(3)本题中通过安培力做功实现了能量转化。我们知道安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力对运动电荷不做功,这似乎出现了矛盾,请结合图(丙)所示情境,分析说明当金属棒ab以速度v向右运动时,自由电子所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起作用的?
(1)从t=0时刻开始计时,在图(乙)所示的坐标系中定性画出金属棒ab的速度大小v随时间t变化的图像;并求出金属棒ab的最大速度vm。
(2)已知金属棒ab从开始运动到速度达到最大时的位移为x,求在此过程中安培力对金属棒ab所做的功WA。
(3)本题中通过安培力做功实现了能量转化。我们知道安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力对运动电荷不做功,这似乎出现了矛盾,请结合图(丙)所示情境,分析说明当金属棒ab以速度v向右运动时,自由电子所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起作用的?
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2024-01-22更新
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426次组卷
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2卷引用:北京市昌平区2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题
2 . 两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其间距为0.40m,磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=1.0Ω。在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图所示.在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度匀速向右运动。设金属导轨足够长。求:
(1)金属棒ab两端的电压;
(2)拉力F的大小;
(3)电阻R上消耗的电功率。
(1)金属棒ab两端的电压;
(2)拉力F的大小;
(3)电阻R上消耗的电功率。
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