如圖所示,AD與A1D1為水平放置的無限長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌,DC與D1C1為傾角為θ=37°的平行金屬導(dǎo)軌,兩組導(dǎo)軌的間距均為l=1.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。質(zhì)量為m1=0.35kg、電阻為R1=1Ω的導(dǎo)體棒ab置于傾斜導(dǎo)軌上,質(zhì)量為m2=0.4kg、電阻為R2=0.5Ω的導(dǎo)體棒cd置于水平導(dǎo)軌上,輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑滑輪一端與cd的中點(diǎn)相連、另一端懸掛一輕質(zhì)掛鉤。導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T。初始時(shí)刻,棒ab在傾斜導(dǎo)軌上恰好不下滑。(g取10m/s2,sin37°=0.6)
(1)求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)在輕質(zhì)掛鉤上掛上物體P,細(xì)繩處于拉伸狀態(tài),將物體P與導(dǎo)體棒cd同時(shí)由靜止釋放,當(dāng)P的質(zhì)量為m3=1.5kg時(shí),ab始終處于靜止?fàn)顟B(tài)(導(dǎo)體棒cd運(yùn)動(dòng)過程中,ab、cd一直與DD1平行,且沒有與滑輪相碰。)求P勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒cd速度v的大?。?br />(3)若P的質(zhì)量為1.5kg時(shí),由靜止釋放開始計(jì)時(shí),當(dāng)P下降h=0.4m時(shí)cd已經(jīng)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),求這個(gè)過程中cd上產(chǎn)生的焦耳熱為多少?(ab始終處于靜止?fàn)顟B(tài))
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;電磁感應(yīng)過程中的動(dòng)力學(xué)類問題;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:291引用:1難度:0.3
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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兩端通過開關(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S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:3207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.則在這一過程中( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:81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)減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab;
(3)艦載機(jī)減速過程通過的位移x的大小。發(fā)布:2024/12/29 23:0:1組卷:225引用:4難度:0.4
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