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如圖所示，電阻為2r、半徑為R的單匝圓形導(dǎo)體線圈兩端與導(dǎo)軌ME、NH相連，處于豎直向下磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化規(guī)律為：
B
=
B
0
t
0
t
,
（
0
≤
t
≤
t
0
）
B
=
B
0
，
（
t
＞
t
0
）
，其中B0、t0為已知量。CD、EF、HI是三根材質(zhì)和粗細(xì)相同的勻質(zhì)金屬棒，CD的長度為3d、電阻為3r、質(zhì)量為m。導(dǎo)軌ME與NH平行且間距為d,導(dǎo)軌FG與IJ平行且間距為3d,EF和HI的長度相同且與ME、NH的夾角均為30°。區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ是兩個(gè)相鄰的邊長均為L的正方形區(qū)域，區(qū)域Ⅰ中存在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場。0～3t0時(shí)間內(nèi)，水平外力使棒CD在區(qū)域Ⅰ中某位置保持靜止，且其兩端分別與導(dǎo)軌FG與IJ對齊。其余導(dǎo)體電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌均固定于水平面內(nèi)，不計(jì)一切摩擦。
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（1）0～t0和t0～3t0內(nèi)，分別比較棒CD兩端的電勢高低，并分別求使棒CD保持靜止的水平外力F大?。?br />（2）在3t0以后的某時(shí)刻，撤去右側(cè)圓形磁場，若區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場在外力作用下全部從區(qū)域Ⅰ以速度v0勻速運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ時(shí)，導(dǎo)體棒CD速度恰好達(dá)到v0且恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，該過程棒CD產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求金屬棒CD與區(qū)域Ⅰ左邊界的初始距離x0和該過程維持磁場勻速運(yùn)動(dòng)的外力做的功W；
（3）在（2）前提下，若磁場運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ時(shí)立刻停下，求導(dǎo)體棒CD運(yùn)動(dòng)到FI時(shí)的速度v。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：65引用：2難度：0.4
相似題

  • 菁優(yōu)網(wǎng)1．如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌處在方向垂直于水平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)導(dǎo)軌間的距離為3L，右側(cè)導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)體棒a、b垂直放置于導(dǎo)軌之間，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒a、b的材料相同，電阻相等。導(dǎo)體棒b末被固定且靜止在右側(cè)導(dǎo)軌上，使導(dǎo)體棒a以初速度v0 開始向右運(yùn)動(dòng)，直至回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?。已知回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?時(shí)，導(dǎo)體棒a仍處于左側(cè)導(dǎo)軌上，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m。下列說法正確的是（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/11/4 13:0:1組卷：126引用：2難度：0.4

  • 2．如圖，平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分組成，傾斜部分是兩個(gè)豎直放置的四分之一光滑圓弧導(dǎo)軌，圓弧半徑為0.4m.水平部分是兩段均足夠長但不等寬的光滑導(dǎo)軌，且CC'=3AA'=1.2m,水平導(dǎo)軌與圓弧導(dǎo)軌在AA′處平滑連接。整個(gè)裝置處于范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場區(qū)域遠(yuǎn)大于導(dǎo)軌面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T，兩根完全相同的導(dǎo)體棒MN、PQ的質(zhì)量均為0.6kg,長度為1.2m,電阻均為3.0Ω。若PQ固定，現(xiàn)給導(dǎo)體棒MN一個(gè)大小為2m/s、豎直向下的初速度，同時(shí)對其施如外力F，使其恰好沿圓弧導(dǎo)軌從最高點(diǎn)勻速率下滑，導(dǎo)體棒剛到達(dá)AA′瞬間，撤去外力F的作用，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒MN、PQ與導(dǎo)軌一直接觸良好。重力加速度g=10m/s2，π取3，下列判斷正確的是（　?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布：2024/11/5 11:30:2組卷：179引用：1難度：0.3

  • 菁優(yōu)網(wǎng)3．如圖所示，一平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩道軌上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab,從距離地面高度h處靜止釋放，下滑一段距離后達(dá)到最大速度vm并剛好到達(dá)軌道底端。若運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計(jì)，摩擦力恒為f。則從開始下滑到達(dá)到最大速度的過程中（　　）

    發(fā)布：2024/11/6 2:30:4組卷：187引用：2難度：0.5
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