如圖所示,兩光滑傾斜金屬導(dǎo)軌MN、M'N'平行放置,導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,兩導(dǎo)軌相距L,MM'間連接一個(gè)阻值為R的電阻。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域的寬度均為d(未畫出),相鄰磁場間的無磁場區(qū)域的寬度均為s。傾斜導(dǎo)軌與間距也為L的水平金屬導(dǎo)軌N′Q、NP通過一小段光滑圓弧金屬軌道連接,水平導(dǎo)軌處于垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B。一質(zhì)量為m、阻值也為R的導(dǎo)體棒ab跨放在兩導(dǎo)軌上,從磁場區(qū)域Ⅰ上邊界上方某位置由靜止釋放,導(dǎo)體棒在進(jìn)入三個(gè)磁場區(qū)域后均做減速運(yùn)動(dòng)且出磁場時(shí)均恰好受力平衡,導(dǎo)體棒沿傾斜導(dǎo)軌下滑過程中始終垂直于導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒滑到傾斜導(dǎo)軌底端的速度大小為v,進(jìn)入水平導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)了x距離后停下。導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,傾斜、水平導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),重力加速度大小為g。求:
(1)導(dǎo)體棒ab釋放處距磁場區(qū)域Ⅰ上邊界距離;
(2)導(dǎo)體棒ab從進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅰ瞬間到進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅲ瞬間電阻R產(chǎn)生的熱量;
(3)導(dǎo)體棒ab在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;電磁感應(yīng)過程中的動(dòng)力學(xué)類問題;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:315引用:2難度:0.4
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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>L2發(fā)布:2024/12/20 1:30:2組卷:337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)過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則( ?。?/h2>2gh2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,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 />
發(fā)布:2024/12/20 12:0:2組卷:78引用:1難度:0.4
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