如圖所示,兩根一樣的“L”形金屬導(dǎo)軌平行放置,其間距d=0.75m,導(dǎo)軌豎直部分粗糙,水平部分光滑且足夠長(zhǎng)。整個(gè)裝置處于方向豎直向上、大小B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有兩根導(dǎo)體棒ab和cd,它們的質(zhì)量都為m=0.1kg,阻值都為R=1Ω,ab棒與豎直導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。ab棒在豎直導(dǎo)軌平面左側(cè)并垂直導(dǎo)軌固定,cd棒垂直導(dǎo)軌放置在水平導(dǎo)軌上?,F(xiàn)用一大小F=3N的水平恒力由靜止開(kāi)始向右拉動(dòng)cd棒,同時(shí)釋放ab棒。t=1s末,ab棒速度恰好為0。ab棒始終與豎直導(dǎo)軌接觸良好,其余電阻不計(jì),求:
(1)當(dāng)cd棒的速度為v0=1m/s時(shí),cd棒兩端電壓Ucd和流過(guò)ab棒的電流I的大??;
(2)t=1s末cd棒的速度v;
(3)在0~1s內(nèi),兩根棒上產(chǎn)生的總焦耳熱Q。
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/29 3:0:2組卷:78引用:2難度:0.2
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1.如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng),磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)、電阻忽略不計(jì)。
(1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
(2)斷開(kāi)S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開(kāi)始到速度大小為v的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q,求該過(guò)程安培力做的功W。發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:3107引用:16難度:0.5 -
2.如圖所示,足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面呈θ角,其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好,ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R,當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x時(shí),棒的速度大小為v.則在這一過(guò)程中( )
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:78引用:3難度:0.7 -
3.2022年6月,我國(guó)首艘完全自主設(shè)計(jì)建造的航母“福建艦”下水亮相,除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外,電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一,其原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機(jī)著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理:艦載機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng),通過(guò)絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機(jī)共速并與之一起在磁場(chǎng)中減速滑行至停下。已知艦載機(jī)質(zhì)量為M,金屬棒質(zhì)量為m,接入導(dǎo)軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進(jìn)入磁場(chǎng)。軌道端點(diǎn)MP間電阻為R,不計(jì)其它電阻。平行導(dǎo)軌MN與PQ間距L,軌道間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。除安培力外艦載機(jī)系統(tǒng)所受其它阻力均不計(jì)。求:
(1)艦載機(jī)和金屬棒一起運(yùn)動(dòng)的最大加速度a;
(2)艦載機(jī)減速過(guò)程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab;
(3)艦載機(jī)減速過(guò)程通過(guò)的位移x的大小。發(fā)布:2024/12/29 23:0:1組卷:200引用:4難度:0.4
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