如圖甲所示,傾角θ、足夠長的粗糙絕緣斜面固定在水平面上,斜面內(nèi)分布著垂直斜面向上的有界勻強磁場,邊界l1與l2之間為區(qū)域Ⅰ,l2下方為區(qū)域Ⅱ,磁場BⅠ、BⅡ大小隨時間變化關系如圖乙所示。U形導體框GMNH上端D為某種自動開關(初始時處于閉合狀態(tài)),光滑金屬棒a、b置于圖示導體框上,各邊界、金屬棒、MN與斜面底邊平行,導體框、金屬棒始終接觸良好,l1、MN間距足夠大。t=0時,由靜止釋放導體框和金屬棒a、b,此后a進入l1并開始勻速運動,當a離開l2時,b恰好進入l1并開始勻速運動。b在t0時刻勻速通過l2時,開關D斷開(忽略t0時刻磁場區(qū)域的突變對桿運動的影響),此時導體框速度與a進入l1的速度相等。已知:金屬棒a、b和導體框(含D)的質(zhì)量分別為m、2m、2m,金屬棒a、b的電阻均為R(其余電阻不計),導體框間距和金屬棒的長度都為L,重力加速度g、B均已知,t0未知。求:
(1)金屬棒a、b先后在磁場Ⅰ中勻速的速度大??;
(2)磁場區(qū)域Ⅰ的寬度以及導體框與斜面的摩擦因數(shù);
(3)在t0以后,定量計算并判斷金屬棒a、b是否會發(fā)生碰撞。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:51引用:1難度:0.2
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1.如圖所示,電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌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,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磁場,磁感應強度大小為B,邊長為h的正方形導體框由虛線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.某校物理學習興趣小組對英國偉大的物理學家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應現(xiàn)象的精神十分欽佩,在學習電磁感應一章的內(nèi)容后,設計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應的相關知識,圖中光滑金屬導軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上,在導軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿,與導軌交于M、N兩點,且MN間的距離為L0,導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,磁感應強度大小為B。在外力作用下,導體棒由MN處運動到虛線位置(導體棒和ac始終保持垂直),該過程中導體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關系圖像如圖乙所示。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:76引用:1難度:0.4
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