如圖所示，間距L=1m的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌，x軸平行導(dǎo)軌，y軸垂直導(dǎo)軌。在x=0位置左側(cè)有一寬度為d=0.1m的光滑絕緣薄層（包括x=0處），隔開左右兩部分電路。在導(dǎo)軌間存在磁場，y軸左側(cè)磁場大小為B1=2T方向垂直紙面向外，y右側(cè)磁場大小為B2，且滿足B2=0.5x（T）變化，方向垂直紙面向外，在兩軌道中x軸為坐標(biāo)為x2=-0.5m的位置存在一個彈性裝置，金屬棒與彈性裝置碰撞時(shí)瞬間等速彈回，導(dǎo)軌右側(cè)的恒流源始終為電路提供恒定的電流I=8A（方向如圖中箭頭所示），導(dǎo)軌左側(cè)接一阻值為R1=3Ω的電阻。阻值為R=1Ω質(zhì)量為m=1kg的金屬棒a垂直導(dǎo)軌靜止于x=0處，與金屬棒a完全相同的金屬棒b垂直導(dǎo)軌靜止于x1=0.5m處，金屬棒a與金屬棒b發(fā)生彈性碰撞。忽略一切阻力，已知彈簧振子周期公式T=2πmk，其中m為振子質(zhì)量，k為回復(fù)力系數(shù)。求：
（1）金屬棒b第一次與金屬棒a碰撞時(shí)的速度；
（2）試定性畫出金屬棒a的I-t圖像（對時(shí)間軸數(shù)值不做要求）；
（3）金屬棒a最終停下位置和整個過程裝置產(chǎn)生的焦耳熱。
m
k
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；動量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題；安培力的概念；電磁感應(yīng)過程中的電路類問題．
【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：203引用：2難度：0.3
相似題
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1．如圖所示，電阻不計(jì)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(shí)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(yùn)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（ ?。?/h2>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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導(dǎo)體框在運(yùn)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(jì)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(diǎn)，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(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在外力作用下，導(dǎo)體棒由MN處運(yùn)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(yùn)動過程中（ ）
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：77引用：1難度：0.4
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