如圖甲所示，平行導軌MN、M′N′固定在水平面內，左端MM′接有一個R=2Ω的定值電阻，半徑均為r=0.5m絕緣半圓形軌道NP、N′P′平滑連接于N、N′點且固定在豎直平面內，導軌間距L=1m。定值電阻R的右邊有一個寬度d1=0.5m的磁場B1，方向向下，其變化規(guī)律如圖乙所示。在該磁場右邊一根質量為m=0.2kg、電阻也為2Ω、長為1m的導體棒ab置于水平導軌的某處，距離導體棒右端x=1m處有一寬度為d2=1m、方向豎直向下的恒定磁場B2=1T。導體棒ab在與棒垂直、大小為2N的水平恒力F作用下從靜止開始運動，導體棒運動過程中始終與導軌垂直并與導軌接觸良好，當導體棒運動至AA′時撤去F，然后進入勻強磁場B2。導體棒滑出勻強磁場B2并與靜止在半圓形軌道NP、N′P′最底端的質量也為m的絕緣棒cd發(fā)生碰撞并粘在一起，之后一起滑上半圓形軌道。已知導體棒ab初始位置到AA′間軌道粗糙且動摩擦因數μ=0.2，其他軌道均光滑。
（1）導體棒ab進入勻強磁場B2前通過電阻R的電流大小和方向；
（2）試判斷導體棒能否到達圓弧的最高點PP′。若能，求出導體棒的第一次落地點距NN′的距離；若不能則判斷導體棒能否穿出磁場B2；
（3）整個過程中電路產生的焦耳熱。
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：164引用：1難度：0.2
相似題
-
1．為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學設計了兩種發(fā)電裝置為車燈供電。
方式一：如圖甲所示，固定磁極N、S在中間區(qū)域產生勻強磁場，磁感應強度B1=0.1T，矩形線圈abcd固定在轉軸上，轉軸過ab邊中點，與ad邊平行，轉軸一端通過半徑r0=1.0cm的摩擦小輪與車輪邊緣相接觸，兩者無相對滑動。當車輪轉動時，可通過摩擦小輪帶動線圈發(fā)電，使L1、L2兩燈發(fā)光。已知矩形線圈N=100匝，面積S=10cm2，線圈abcd總電阻R0=2Ω，小燈泡電阻均為R=2Ω
方式二：如圖乙所示，自行車后輪由半徑r1=0.15m的金屬內圈、半徑r2=0.45m的金屬外圈（可認為等于后輪半徑）和絕緣輻條構成。后輪的內、外圈之間沿同一直徑接有兩根金屬條，每根金屬條中間分別接有小燈泡L1、L2，阻值均為R=2Ω。在自行車支架上裝有強磁鐵，形成了磁感應強度B2=1T、方向垂直紙面向里的“扇形”勻強磁場，張角θ=90°。
以上兩方式，都不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應。求：
（1）“方式一”情況下，當自行車勻速騎行速度v=6m/s時，小燈泡L1的電流有效值I1；
（2）“方式二”情況下，當自行車勻速騎行速度v=6m/s時，小燈泡L1的電流有效值I1′；
（3）在兩種情況下，若自行車以相同速度勻速騎行，為使兩電路獲得的總電能相等，“方式一”騎行的距離S1和“方式二”騎行的距離S2之比。發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：111引用：3難度：0.4 -
2．平行導軌P、Q相距l(xiāng)=1m,導軌左端接有如圖所示的電路。其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N相距d=10mm,定值電阻R1=R2=12Ω，R3=2Ω，金屬棒ab的電阻r=2Ω，其他電阻不計。磁感應強度B=0.5T的勻強磁場豎直穿過導軌平面，當金屬棒ab沿導軌向右勻速運動時，懸浮于電容器兩極板之間，質量m=1×10-14kg,電荷量q=-1×10-14C的微粒恰好靜止不動。取g=10m/s2，在整個運動過程中金屬棒與導軌接觸良好，且速度保持恒定。
試求：
（1）勻強磁場的方向和MN兩點間的電勢差；
（2）ab兩端的路端電壓；
（3）金屬棒ab運動的速度。發(fā)布：2024/12/29 18:0:2組卷：103難度：0.4 -
3．如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌abc和de,ab與de平行并相距為L，bc是以O為圓心的半徑為r的圓弧導軌，圓弧be左側和扇形Obc內有方向如圖的勻強磁場，磁感應強度均為B，a、d兩端接有一個電容為C的電容器，金屬桿OP的O端與e點用導線相接，P端與圓弧bc接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿MN靜止在平行導軌上，金屬桿MN質量為m,金屬桿MN和OP電阻均為R，其余電阻不計，若桿OP繞O點在勻強磁場區(qū)內以角速度ω從b到c勻速轉動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 17:0:1組卷：384引用：4難度：0.5
把好題分享給你的好友吧~~