如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M"N"是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,
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如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M"N"是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,
题型:0106 月考题
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如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M"N"是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求
(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。
答案
解:(1)根据初状态静止,有
设MN加速度为a
1
,M"N"加速度为a
2
,在t=0时刻将细线烧断时
,向上;
,向下
在将细线烧断后,设安培力为F
A
,因为MN受安培力向下,M"N"受安培力向上,二者大小相等,则
,向上;
,向下
所以在任意时刻两杆运动的加速度之比为
因此在任意时刻两杆运动的速度之比为
①
(2)两杆达到最大速度时,皆受力平衡,对M"N"有
感应电动势
电流
安培力
所以
得
②
联立①②解得
,
举一反三
如图所示,一个用粗细均匀同质材料制成的“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,a是与导轨相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好。在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右运动,以导体棒在图示位置的时刻作为计时起点,下列物理量随时间变化的图像一定不正确的是下图中的
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:0109 月考题
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如图乙所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd,总电阻为R,边长为L。现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2L、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行。令线框的cd边刚与磁砀左边界重合时t=0,电流沿abcda流动的方向为正。
(1)在图甲中画出线框中感应电流随时间变化的图象;
(2)求整个过程中线框产生的焦耳热;
(3)求线框出磁场的过程中流过线框的电量。
题型:0109 月考题
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如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab可沿导轨滑动,原先S断开,让ab杆由静止下滑,一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的运动速度v随时间t的关系图可能是下图中的哪一个
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:0106 月考题
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如图所示,在匀强磁场中,导体ab与光滑导轨紧密接触,ab在向右的拉力F作用下以速度V做匀速直线运动,当电阻R的阻值增大时,若速度v不变,则
[ ]
A.F的功率减小
B.F的功率增大
C.F的功率不变
D.F的大小不变
题型:0106 月考题
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如图所示,先后以速度v
1
和v
2
匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域,
,在先后两种情况下
[ ]
A.线圈中的感应电流之比
B.作用在线圈上的外力大小之比
C.线圈中产生的焦耳热之比
D.通过线圈某截面的电荷量之比
题型:0106 月考题
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