如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为d,其电阻不计,两导轨所在的平面与水平面成θ角。质量分别为m和3m,电阻均为R的两金属棒ab、cd分别垂直
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如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为d,其电阻不计,两导轨所在的平面与水平面成θ角。质量分别为m和3m,电阻均为R的两金属棒ab、cd分别垂直
题型:安徽省模拟题
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如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为d,其电阻不计,两导轨所在的平面与水平面成θ角。质量分别为m和3m,电阻均为R的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,两棒之间用一绝缘的细线相连,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,给棒ab施加一平行于导轨向上的拉力作用,使两棒均保持静止。若在t=0时刻将细线烧断,此后保持拉力不变,重力加速度为g。
(1)细线烧断后,当ab棒加速度为a
1
时,求cd棒的加速度大小a
2
(用a
1
表示);
(2)求ab棒最终所能达到的最大速度。
答案
解:(1)烧断细线前拉力设为 ,则
烧断细线后,对ab棒,设此时ab棒所受安培力的大小为
,由牛顿第二定律得:
同时,设cd棒此时所受安培力的大小为
,由牛顿第二定律得:
且
由以上各式解得:
;
(2)当ab棒和cd棒加速度为零时,速度均达最大, 设此时ab棒和cd棒的速度大小分别
由cd棒受力平衡:
此时回路中总的电动势:
电路中电流:
由动量守恒定律:
由以上各式解得:
举一反三
如图所示,两平行的足够长的光滑金属导轨水平放置,导轨所在平面内有方向竖直向下的匀强磁场,两导轨间接一理想电压表V,垂直于导轨且与导轨接触良好的导体棒P受水平恒力F的作用 由静止开始运动,下列图象能够表示电压表的电压与时间的关系的是
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:模拟题
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如图所示,两光滑平行金属导轨间距为
L
,直导线
MN
垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为
B
,电容器的电容为
C
,除电阻
R
外,导轨和导线的电阻均不计.现给导线
MN
一初速度,使导线
MN
向右运动,当电路稳定后,
MN
以速度
v
向右做匀速运动,则
[ ]
A.电容器两端的电压为零
B.电阻两端的电压为
BLv
C.电容器所带电荷量为
CBLv
D.为保持
MN
匀速运动,需对其施加的拉力大小为
题型:同步题
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如图所示,正方形金属框四条边电阻相等,匀强磁场垂直线框平面且刚好充满整个线框,现以相同的速率分别沿甲、乙、丙、丁四个方向将线框拉出磁场.欲使
a
、
b
两点间的电势差最大,则拉力应沿
[ ]
A.甲方向
B.
乙方向
C.丙方向
D.丁方向
题型:同步题
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将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:同步题
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如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M"N"的过程中,棒上感应电动势E随时间t变化的图示,可能正确的是
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:同步题
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