如圖所示,間距L=2.0m的平行金屬導(dǎo)軌放置在絕緣水平面上,導(dǎo)軌左端連接輸出電流I=0.5A的恒流源.空間分布兩個寬度分別為d1=98m和d2=25m、間距D=2.0m的勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,兩磁場磁感應(yīng)強度大小均為B=0.5T,方向均豎直向下。質(zhì)量m=0.5kg、電阻為R1的導(dǎo)體棒靜止于區(qū)域Ⅰ左邊界,質(zhì)量m=0.5kg、邊長為0.5D、電阻R2=2.0Ω的正方形單匝線框的右邊緊靠區(qū)域Ⅱ左邊界;一豎直固定擋板與區(qū)域Ⅱ的右邊界距離為0.5D。某時刻閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒開始向右運動。已知導(dǎo)體棒與線框、線框與豎直擋板之間均發(fā)生彈性碰撞,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸并且相互垂直,不計一切摩擦和空氣阻力。求:
(1)導(dǎo)體棒第一次離開區(qū)域Ⅰ時的速度大小v1;
(2)線框與導(dǎo)體棒從第1次碰撞至它們第2次碰撞過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)線框與導(dǎo)體棒碰撞的次數(shù)n,以及導(dǎo)體棒在磁場區(qū)域Ⅰ中運動的總時間t總。
d
1
=
9
8
m
d
2
=
2
5
m
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:148引用:4難度:0.1
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1.如圖所示,電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成,窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi),AB、CD等長且與EF、GH均相互平行,BE、GD等長、共線,且均與AB垂直,窄軌間距為
,寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置,a棒從AB段某位置以初速度v0向右運動,且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn),寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是( )L2發(fā)布:2024/12/20 1:30:2組卷:335引用:3難度:0.3 -
2.如圖所示,兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,邊長為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無初速度釋放,在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導(dǎo)體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=
,忽略空氣阻力,導(dǎo)體框在運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動,則( ?。?/h2>2gh2發(fā)布:2024/12/19 8:30:1組卷:346引用:2難度:0.4 -
3.某校物理學(xué)習(xí)興趣小組對英國偉大的物理學(xué)家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩,在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后,設(shè)計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識,圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上,在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿,與導(dǎo)軌交于M、N兩點,且MN間的距離為L0,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長度的電阻均為R0。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B。在外力作用下,導(dǎo)體棒由MN處運動到虛線位置(導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直),該過程中導(dǎo)體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,在這個運動過程中( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/20 12:0:2組卷:77引用:1難度:0.4
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