摘要:22.如下图所示两平行的光滑金属导轨.相距为L.位于同一竖直平面内.两导轨间接有电阻R.轻质金属杆ab长为2L.紧贴导轨竖直放置.离b端为L/2处固定有质量为m的球.整个装置处于磁感应强度为B并垂直于导轨平面的匀强磁场中.当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右自由倒下至水平位置时.球的速度为v.若导轨足够长.导轨及金属杆电阻不计.试求此过程中:
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如图所示两平行的光滑金属导轨,相距为L,位于同一竖直平面内,两导轨间接有电阻R,轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置,离b端为L/2处固定有质量为m的球.整个装置处于磁感应强度为B并垂直于导轨平面的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右自由倒下至水平位置时,球的速度为v,若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,试求此过程中:
(1)电阻R消耗的电能.
(2)R中的电流最大值.
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(1)电阻R消耗的电能.
(2)R中的电流最大值.
如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计,导轨平面的倾角为α.条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直.长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置,总质量为m,置于导轨上.导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未画出).线框的边长为d(d<l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合.将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直.重力加速度为g.求:
(1)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q;
(2)线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1;
(3)经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离xm.
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如图所示两平行的光滑金属导轨,相距为L,位于同一竖直平面内,两导轨间接有电阻R,轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置,离b端为L/2处固定有质量为m的球.整个装置处于磁感应强度为B并垂直于导轨平面的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右自由倒下至水平位置时,球的速度为v,若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,试求此过程中:
(1)电阻R消耗的电能.
(2)R中的电流最大值.
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(1)电阻R消耗的电能.
(2)R中的电流最大值.
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如图所示两平行的光滑金属导轨,相距为L,位于同一竖直平面内,两导轨间接有电阻R,轻质金属杆ab长为2 L,紧贴导轨竖直放置,离b端为L/2处固定有质量为m的球.整个装置处于磁感应强度为B并垂直于导轨平面的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右自由倒下至水平位置时,球的速度为v,若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,试求此过程中:
(1)电阻R消耗的电能.
(2)通过电阻R的电量.
(3)R中的电流最大值.
如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为L,电阻忽略不计且足够长,导轨平面的倾角为α,斜面上相隔为d的平行虚线MN与PQ间有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向与导轨平面垂直.另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d(d<L)的正方形单匝线框连在一起组成一固定的装置,总质量为m,导体棒中通以大小恒为I的电流.将整个装置置于导轨上,线框下边与PQ重合.释放后装置沿斜面开始下滑,当导体棒运动到MN处恰好第一次开始返回,经过若干次往返后,最终整个装置在斜面上作恒定周期的往复运动.导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直.求:
(1)在装置第一次下滑的过程中,线框中产生的热量Q;
(2)画出整个装置在第一次下滑过程中的速度-时间(v-t)图象;
(3)装置最终在斜面上做往复运动的最大速率vm;
(4)装置最终在斜面上做往复运动的周期T.
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(1)在装置第一次下滑的过程中,线框中产生的热量Q;
(2)画出整个装置在第一次下滑过程中的速度-时间(v-t)图象;
(3)装置最终在斜面上做往复运动的最大速率vm;
(4)装置最终在斜面上做往复运动的周期T.