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如圖所示,兩根固定的光滑的絕緣導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接,兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m,導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成α=37°。導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上,導(dǎo)軌的水平部分在距離斜面底端足夠遠(yuǎn)處有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直且相反,所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m,磁場(chǎng)左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直。現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg,電阻為r=0.2Ω,邊長也為L的正方形金屬線框PQMN,從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放,金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),此后,金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分,該過程線框沒有機(jī)械能損失。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
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(1)金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s;
(2)已知線框剛進(jìn)入水平磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度大小為8m/s,求線框在穿越水平磁場(chǎng)區(qū)域過程中加速度的最大值;
(3)若導(dǎo)軌的水平部分有多個(gè)連續(xù)的長度均為L磁場(chǎng),且相鄰磁場(chǎng)方向相反,在(2)的條件下,求線框在水平導(dǎo)軌上從進(jìn)入磁場(chǎng)到停止的位移以及在兩導(dǎo)軌上的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。
【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:120引用:1難度:0.2
相似題
  • 1.如圖甲所示,間距為L的兩條足夠長光滑平行絕緣導(dǎo)軌放置在水平面內(nèi),導(dǎo)軌間有豎直方向且等間距間隔的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場(chǎng)寬度及間距均為2L。導(dǎo)軌上有一邊長為L的正方形金屬框abcd,質(zhì)量為m,ab、cd邊與導(dǎo)軌平行,ab、bc、ad、cd邊電阻相等均為R。金屬框在沿導(dǎo)軌方向的恒定拉力F(大小未知)作用下由靜止開始向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段距離后進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)。從bc邊進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)至bc邊離開第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)過程中,測(cè)得ad兩端的電壓隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。
    (1)求恒力F的大???
    (2)設(shè)Δt1=t1-0,Δt2=t2-t1,比較Δt1和Δt2的大小并求Δt1
    (3)在圖丙中畫出bc邊離開第一個(gè)磁場(chǎng)至剛進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)過程中ad兩端的電壓隨時(shí)間變化圖像(標(biāo)出時(shí)間和電壓值,以bc邊離開第一個(gè)磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí));
    (4)金屬框從靜止開始到離開第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)的過程中F所做的功?
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    發(fā)布:2024/9/29 1:0:1組卷:65引用:3難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,匝數(shù)N=200、橫截面積S=100cm2、電阻r=0.3Ω的線圈處于豎直向上的變化磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間變化規(guī)律B1=(0.5+0.4t)T。傾角θ=30°,間距d=0.5m、長度L=1.2m的光滑平行導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中傾斜放置,B2方向垂直導(dǎo)軌平面,開關(guān)S閉合時(shí),一質(zhì)量m=200g、電阻R1=0.2Ω的導(dǎo)體棒ab恰好能靜止在傾斜導(dǎo)軌的上端處,定值電阻R2=0.2Ω,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),空氣阻力忽略不計(jì),取g=10m/s2。則:
    (1)求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大??;
    (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小和方向;
    (3)斷開S后導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌下滑,到達(dá)底端前速度已達(dá)到最大值,求導(dǎo)體棒滑到導(dǎo)軌底端所需的時(shí)間,及下滑過程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。
    發(fā)布:2024/9/30 5:0:1組卷:127引用:3難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,兩根一樣的“L”形金屬導(dǎo)軌平行放置,其間距d=0.75m,導(dǎo)軌豎直部分粗糙,水平部分光滑且足夠長。整個(gè)裝置處于方向豎直向上、大小B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有兩根導(dǎo)體棒ab和cd,它們的質(zhì)量都為m=0.1kg,阻值都為R=1Ω,ab棒與豎直導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。ab棒在豎直導(dǎo)軌平面左側(cè)并垂直導(dǎo)軌固定,cd棒垂直導(dǎo)軌放置在水平導(dǎo)軌上?,F(xiàn)用一大小F=3N的水平恒力由靜止開始向右拉動(dòng)cd棒,同時(shí)釋放ab棒。t=1s末,ab棒速度恰好為0。ab棒始終與豎直導(dǎo)軌接觸良好,其余電阻不計(jì),求:
    (1)當(dāng)cd棒的速度為v0=1m/s時(shí),cd棒兩端電壓Ucd和流過ab棒的電流I的大??;
    (2)t=1s末cd棒的速度v;
    (3)在0~1s內(nèi),兩根棒上產(chǎn)生的總焦耳熱Q。
    發(fā)布:2024/9/29 3:0:2組卷:71引用:2難度:0.2
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