如圖所示,在一個(gè)匝數(shù)為N、橫截面積為S、阻值為R0的圓形螺線管內(nèi)充滿方向與線圈平面垂直、大小隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場B1,其變化率為k。螺線管右側(cè)連接有“T”形金屬軌道裝置,整個(gè)裝置處于大小為B2、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,該裝置由位于同一水平面的光滑平行導(dǎo)軌AP、A'P'和粗糙豎直導(dǎo)軌SW、S'W'構(gòu)成,導(dǎo)軌間距均為l。開始時(shí),導(dǎo)體棒a、b分別靜置在水平軌道上SS'左右兩側(cè)適當(dāng)位置,b棒用一絕緣且不可伸長的輕繩通過光滑轉(zhuǎn)彎裝置O與c棒相連,與b、c棒相連的輕繩分別與導(dǎo)軌SP、SW平行,三根導(dǎo)體棒的長度均為l且始終與導(dǎo)軌垂直接觸。剛開始鎖定b棒,閉合開關(guān)K后,a棒由靜止開始運(yùn)動(dòng),與b棒碰前瞬間,a棒的速度為v0,此時(shí)解除b棒的鎖定,同時(shí)斷開開關(guān)K,碰后兩棒粘在一起運(yùn)動(dòng),此后導(dǎo)體棒減速為零的過程中c棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q。已知三根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m,電阻均為R0,c棒與豎直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,a、b棒碰撞時(shí)間極短,不計(jì)其他電阻及阻力,重力加速度為g。求:
(1)開關(guān)K剛閉合時(shí),通過a棒的電流大?。?br />(2)a棒從靜止加速到v0的過程中,流過a棒的電荷量;
(3)a、b棒碰后瞬間,a棒的速度大小;
(4)c棒上升的最大高度。
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用;動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢;電磁感應(yīng)過程中的動(dòng)力學(xué)類問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:113引用:2難度:0.5
相似題
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1.如圖所示,電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成,窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi),AB、CD等長且與EF、GH均相互平行,BE、GD等長、共線,且均與AB垂直,窄軌間距為
,寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置,a棒從AB段某位置以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn),寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是( ?。?/h2>L2A.a(chǎn)棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),b棒的加速度大小為 B2L2v03mRB.經(jīng)過足夠長的時(shí)間,a棒的速度為 45v0C.整個(gè)過程中通過回路的電荷量為 4mv05BLD.整個(gè)過程中b棒產(chǎn)生的焦耳熱為 115mv20發(fā)布:2024/12/20 1:30:2組卷:335引用:3難度:0.3 -
2.如圖所示,兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,邊長為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無初速度釋放,在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導(dǎo)體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時(shí)的速度大小均為v=
,忽略空氣阻力,導(dǎo)體框在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則( ?。?/h2>2gh2A.兩虛線的距離為 h74B.導(dǎo)體框在穿越磁場的過程中,產(chǎn)生的焦耳熱為4mgh C.導(dǎo)體框的ab邊與虛線1重合時(shí),其克服安培力做功的功率大小為 B2h3grD.導(dǎo)體框從ab邊與虛線1重合到cd邊與虛線1重合時(shí)所用的時(shí)間為 B2h3mgr-h2g發(fā)布:2024/12/19 8:30:1組卷:346引用:2難度:0.4 -
3.某校物理學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)英國偉大的物理學(xué)家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩,在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí),圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上,在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿,與導(dǎo)軌交于M、N兩點(diǎn),且MN間的距離為L0,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長度的電阻均為R0。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在外力作用下,導(dǎo)體棒由MN處運(yùn)動(dòng)到虛線位置(導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直),該過程中導(dǎo)體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中( ?。?br />
A.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定不變 B.導(dǎo)體棒所受的安培力恒定不變 C.整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為 B2L20v04R0D.外力做的功為 +B2L20v04R03398mv20發(fā)布:2024/12/20 12:0:2組卷:77引用:1難度:0.4
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