如图所示,两个水平放置的平行光滑金属导轨之间得距离为L,电阻不计,左端串联一个定值电阻R,金属杆ab的电阻为r质量为m。匀强磁场的磁感应强度为B。杆在恒力F作用
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如图所示,两个水平放置的平行光滑金属导轨之间得距离为L,电阻不计,左端串联一个定值电阻R,金属杆ab的电阻为r质量为m。匀强磁场的磁感应强度为B。杆在恒力F作用
题型:0125 期中题
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如图所示,两个水平放置的平行光滑金属导轨之间得距离为L,电阻不计,左端串联一个定值电阻R,金属杆ab的电阻为r质量为m。匀强磁场的磁感应强度为B。杆在恒力F作用下由静止开始运动。
(1)杆的运动速度为v时,感应电动势及感应电流的大小。
(2)求出金属杆的最大速度。
(3)已知金属杆达到最大速度时运动位移为s,求此过程中电路产生的焦耳热Q。
答案
解:(1)速度为v时,ab产生的感应电动势为 E=BLv①
此时回路中的感应电流为
②
(2)安培力等于外力F时,最大速度为vm 金属杆所受安培力为
③
金属杆最大速度为
④
(3)由功能关系得
⑤
其中Q是系统产生的焦耳热:Q=FS-mF
2
(R+r)
2
/2B
4
L
4
⑥
举一反三
在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属框垂直磁场方向,以速度v经过图中左位置,当金属框运动到其竖直对称轴刚好与边界线PQ重合时,金属框的速度为
,则下列说法正确的是
[ ]
A.此时金属框中的感应电流为0
B.此时金属框受到的安培力为
C.此过程中通过金属框截面的电荷量为
D.此过程中回路产生的电能为
题型:0115 期中题
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如图所示,有两根足够长、不计电阻,相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置,底端接一阻值为R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直轨道平面斜向上。现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab,在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下,从底端ce由静止沿导轨向上运动,当ab杆速度达到稳定后,撤去拉力F,最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端。已知ab杆向上和向下运动的最大速度v相等。求:
(1)杆ab最后回到ce端的速度v;
(2)拉力F。
题型:0115 期中题
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如图甲所示,放在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离为L=1m,质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上,导轨左端与电阻R=4W的电阻相连,其它电阻不计,导轨所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场,磁场的方向垂直导轨平面向下,现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s测量一次导体棒的速度,乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图像,(设导轨足够长)求:
(1)力F的大小;
(2)t=1.6s时,导体棒的加速度;
(3)估算1.6s电阻上产生的热量。
题型:0111 期中题
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如图所示,在磁感强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架,OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒,OC之间连一个电阻R,导体框架与导体棒的电阻均不计,若要使OC能以角速度ω匀速转动,则外力做功的功率是:
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:0108 期中题
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两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向水平向右的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下匀速运动,重力加速度为g,以下说法正确的是
[ ]
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B.cd杆所受摩擦力为零
C.cd杆向下匀速运动的速度为
D.ab杆所受摩擦力为2μmg
题型:0108 期中题
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