如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l =0.40m,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻,导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求:
(1)通过电阻R的电流I的大小及方向;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热QR。
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如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l =0.40m,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻,导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求:
(1)通过电阻R的电流I的大小及方向;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热QR。
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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:
(1)5s末时电阻上消耗的电功率;
(2)5s末时外力的功率.
(3)若杆最终以8m/s的速度作匀速运动,此时闭合电键S,射线源Q释放的粒子经加速电场C加速后从孔对着圆心进入半径的固定圆筒中(筒壁上的小孔只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为的匀强磁场。粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从孔背离圆心射出,忽略粒子进入加速电场的初速度,若粒子质量,电量,则磁感应强度多大?若不计碰撞时间,粒子在圆筒内运动的总时间多大?
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(2014•菏泽一模)如图所示,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,导轨间距为L=1m,其右端连接有定值电阻R=2Ω,整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中.一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下,在导轨上由静止开始向左运动,运动中金属棒始终与导轨垂直.导轨及金属棒的电阻不计,下列说法正确的是( )
A.产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b
B.金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C.金属棒的最大加速度为5m/s2
D.水平拉力的最大功率为200W
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足够长的两光滑水平导轨间距L=1.0m,导轨间接有R=2.5Ω的电阻和电压传感器。电阻r=0.5Ω、质量m=0.02kg的金属棒ab,在恒力F=0.5N的作用下沿导轨由静止开始滑动,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度的大小B=1.0T。
(1)请判别通过金属棒ab的电流方向;
(2)写出电压传感器两端的电压U与金属棒ab速度v的关系式;
(3)若F作用2.0m时,金属棒ab已达到最大速度,求这一过程中拉力功率的最大值及金属棒ab产生的焦耳热。
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如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角,其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )
A. 加速度为 B. 下滑的位移为
C. 产生的焦耳热为 D. 受到的最大安培力为
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s 内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02 kg,电阻均为R=0.1 Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2 T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止.取g=10 m/s2,问:
(1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每产生Q=0.1 J的热量,力F做的功W是多少?
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如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F,使杆ab向右运动进入磁场.一段时间后闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.下列关于金属杆ab的v—t图象不可能的是( )
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如图所示,有一倾斜光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距L=0.5m,电阻不计,在两导轨间接有R=3Ω的电阻. 在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为d=0.4m的匀强磁场,B=2T.一质量为m=0.08kg,电阻为r=2Ω的导体棒从距磁场上边缘d=0.4m处由静止释放,运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好,取g=10m/s2.求:
(1) 导体棒进入磁场上边缘的速度v;
(2) 导体棒通过磁场区域的过程中,通过导体棒的电量q;
(3) 导体棒通过磁场区域的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.
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如图所示,电阻不计的“∠”形足够长且平行的导轨,间距L=1 m,导轨倾斜部分的倾角θ=53°,并与定值电阻R相连,整个空间存在着B=5 T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场.金属棒ab、cd的阻值Rab=Rcd=R,cd棒质量m=1 kg,ab棒光滑,cd与导轨间动摩擦因数μ=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)ab棒由静止释放,当滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动,求这一时刻ab棒中的电流;
(2)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,分析ab棒质量应满足的条件;
(3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数μ≠0.3,ab棒无论质量多大、从多高的位置释放,cd棒始终不动,求cd棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件.
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