如圖,兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,兩平行傾斜絕緣軌道固定在斜面上,水平導(dǎo)軌與傾斜軌道在傾斜軌道的底部bc處平滑連接,軌道間距為L(zhǎng)=1m,傾斜軌道的傾角為θ=37°。在水平導(dǎo)軌的右側(cè)abcd區(qū)域內(nèi)存在方向向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?,F(xiàn)有多根長(zhǎng)度也為L(zhǎng)=1m的相同金屬棒依次從傾斜軌道上高為h=154m的MN處由靜止釋放,前一根金屬棒剛好離開磁場(chǎng)時(shí)釋放后一根金屬棒,發(fā)現(xiàn)第1根金屬棒穿越磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間為t=1s。已知每根金屬棒的質(zhì)量為m=2kg,電阻為R=2Ω,ad∥bc∥MN且與軌道垂直,不計(jì)水平導(dǎo)軌的電阻,金屬棒與水平導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6。求:
(1)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度sab;
(2)第2根金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小;
(3)第4根金屬棒剛出磁場(chǎng)時(shí),第2、3兩根金屬棒的速度大小之比;
(4)第n根金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,第1根金屬棒上產(chǎn)生的熱量。
h
=
15
4
m
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題;電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
【答案】見(jiàn)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:423引用:4難度:0.2
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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(zhǎng)且與EF、GH均相互平行,BE、GD等長(zhǎng)、共線,且均與AB垂直,窄軌間距為
,寬軌間距為L(zhǎng)。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(chǎng)。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(zhǎng)為L(zhǎng)、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(zhǎng)。下列判斷正確的是( )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(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,a棒的速度為 45v0C.整個(gè)過(guò)程中通過(guò)回路的電荷量為 4mv05BLD.整個(gè)過(guò)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(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,邊長(zhǎng)為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無(wú)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(guò)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(chǎng)的過(guò)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(guó)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(jiǎn)單裝置來(lái)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L(zhǎng)0,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長(zhǎng)度的電阻均為R0。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)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(guò)程中( )
A.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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:76引用:1難度:0.4
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