摘要: “双杆+导轨 模型[例5]足够长的光滑金属导轨E F.P Q水平放置.质量为m电阻为R的相同金属棒ab.cd与导轨垂直且接触良好.磁感强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向里如图5所示.现用恒力F作用于ab棒上.使它向右运动.则
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足够长的光滑水平导轨PC、QD与粗糙竖直导轨MC'、ND'之间用光滑的
圆弧导轨PM和QN连接,O为圆弧轨道的圆心,如图甲所示.已知导轨间距均为L=0.2m,圆弧导轨的半径为R=0.25m.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示.水平导轨上的金属杆A1在外力作用下,从较远处以恒定速度v0=1m/s水平向右运动,金属杆A2从距圆弧顶端MN高H=0.4m处由静止释放.当t=0.4s时,撤去施于杆A1上的外力;随后的运动中杆A1始终在水平导轨上,且与A2未发生碰撞.已知金属杆A1、A2质量均为m=4.0×10-4kg,A2与竖直导轨间的动摩擦因数为μ=0.5.金属杆A1、A2的电阻均为r=5Ω,其余电阻忽略不计,重力加速度g=10m/s2.试求:
(1)金属杆A2沿竖直导轨下滑过程中的加速度;
(2)金属杆A2滑至圆弧底端PQ的速度;
(3)整个过程中回路产生的焦耳热Q.
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(1)金属杆A2沿竖直导轨下滑过程中的加速度;
(2)金属杆A2滑至圆弧底端PQ的速度;
(3)整个过程中回路产生的焦耳热Q.
如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,两导轨的上端接有电阻,阻值R=2Ω,虚线OO′下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为2T,现将质量为m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻.已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示,重力加速度g取10m/s2.则( )
A、金属杆刚进入磁场时速度为1 m/s | B、下落了0.3 m时速度为5 m/s | C、金属杆下落0.3 m的过程中,在电阻R上产生的热量为0.287 5 J | D、金属杆下落0.3 m的过程中,通过电阻R的电荷量为0.05 C |
足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端固定一个倾角为θ的光滑金属导轨,导轨相距均为L-0.5m,在水平导轨和倾斜导轨上,各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、倾斜导轨形成-闭合回路.两金属杆质量均为m=0.1kg、电阻均为R=0.5Ω,其余电阻不计,杆b被销钉固定在倾斜导轨某处.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为B=1T,方向竖直向上.当用水平向右、大小F=
mg的恒力拉杆a,使其达到最大速度时,立即撤去销钉,发现杆b恰好能在原处仍然保持静止.(重力加速度为g=10m/s2)
(1)求杆a运动中的最大速度v.
(2)求倾斜导轨的倾角θ.
(3)若杆a加速过程中发生的位移为s=2m,则杆a加速过程中,求杆b上产生的热量Qb.
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(1)求杆a运动中的最大速度v.
(2)求倾斜导轨的倾角θ.
(3)若杆a加速过程中发生的位移为s=2m,则杆a加速过程中,求杆b上产生的热量Qb.
如图甲所示,水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L=0.5m,一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;导轨所在位置有磁感应强度为B=1T的匀强磁场,磁场的方向垂直导轨平面向上,现在给金属杆施加一水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s测量一次导体棒的速度,乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象.
求:(1)力F的大小;
(2)t=2s时导体棒的加速度;
(3)估算3.2s内电阻上产生的热量.
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求:(1)力F的大小;
(2)t=2s时导体棒的加速度;
(3)估算3.2s内电阻上产生的热量.
如图甲所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.用与导轨平行且向上的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆ab沿导轨向上运动,最终将做匀速运动.当改变拉力F的大小时,相对应的匀速运动速度v也会改变,v和F的关系如图乙所示.
(1)金属杆ab在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.25kg,L=0.5m,R=0.5Ω,取重力加速度g=10m/s2,试求磁感应强度B的大小及θ角的正弦值sin θ.
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(1)金属杆ab在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.25kg,L=0.5m,R=0.5Ω,取重力加速度g=10m/s2,试求磁感应强度B的大小及θ角的正弦值sin θ.