摘要:求:(1)外力F的最大值,(2)属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率,(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系.
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如图所示,半径为、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3、。O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计),以速率从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′;
(2)导体棒的质量M;
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热。
查看习题详情和答案>>如图所示,半径为、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3、。O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计),以速率从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′;
(2)导体棒的质量M;
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热。
(1)圆形磁场的磁感应强度B′;
(2)导体棒的质量M;
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热。
如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2求:
(1)当t=2s时,外力F1的大小;
(2)当t=3s前的瞬间,外力F2的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图象(规定F方向沿斜面向上为正);
(4)4s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距207.90cm,求棒下滑该距离过程中电阻R上产生的焦耳热.
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(1)当t=2s时,外力F1的大小;
(2)当t=3s前的瞬间,外力F2的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图象(规定F方向沿斜面向上为正);
(4)4s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距207.90cm,求棒下滑该距离过程中电阻R上产生的焦耳热.
如图(a)所示,两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5?的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5?的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为d=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图(b)所示,前4s内为B=kt.前4s内,为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,已知当t=2s时,F恰好为零.求:
(1)k;
(2)t=3s时,电阻R的热功率PR;
(3)前4s内,外力F随时间t的变化规律;
(4)从第4s末开始,外力F拉着导体棒ab以速度v沿斜面向下作匀速直线运动,且F的功率恒为P=6W,求v的大小.
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(1)k;
(2)t=3s时,电阻R的热功率PR;
(3)前4s内,外力F随时间t的变化规律;
(4)从第4s末开始,外力F拉着导体棒ab以速度v沿斜面向下作匀速直线运动,且F的功率恒为P=6W,求v的大小.