如图1所示,两平行导轨是由倾斜导轨(倾角为θ)与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成的,并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,两导轨间距为L,上端与阻值为R的电阻连接.一质量为m的金属杆AB在t=0时由静止开始在沿P1P2方向的拉力(图中未画出)作用下沿导轨下滑.当杆AB运动到P2Q2处时撤去拉力,杆AB在水平导轨上继续运动,其速率v随时间t的变化图象如图2所示,图中vmax和t1为已知量.若全过程中电阻R产生的总热量为Q,杆AB始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,导轨和杆AB的电阻以及一切摩擦均不计,求:
(1)杆AB中的最大感应电流Imax的大小和方向;
(2)杆AB下滑的全过程通过电阻R的电荷量q;
(3)撤去拉力后杆AB在水平导轨上运动的路程s.
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如图1所示,两平行导轨是由倾斜导轨(倾角为θ)与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成的,并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,两导轨间距为L,上端与阻值为R的电阻连接.一质量为m的金属杆AB在t=0时由静止开始在沿P1P2方向的拉力(图中未画出)作用下沿导轨下滑.当杆AB运动到P2Q2处时撤去拉力,杆AB在水平导轨上继续运动,其速率v随时间t的变化图象如图2所示,图中vmax和t1为已知量.若全过程中电阻R产生的总热量为Q,杆AB始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,导轨和杆AB的电阻以及一切摩擦均不计,求:
(1)杆AB中的最大感应电流Imax的大小和方向;
(2)杆AB下滑的全过程通过电阻R的电荷量q;
(3)撤去拉力后杆AB在水平导轨上运动的路程s.
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如图1所示,两平行导轨是由倾斜导轨(倾角为θ)与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成的,并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,两导轨间距为L,上端与阻值为R的电阻连接.一质量为m的金属杆AB在t=0时由静止开始在沿P1P2方向的拉力(图中未画出)作用下沿导轨下滑.当杆AB运动到P2Q2处时撤去拉力,杆AB在水平导轨上继续运动,其速率v随时间t的变化图象如图2所示,图中vmax和t1为已知量.若全过程中电阻R产生的总热量为Q,杆AB始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,导轨和杆AB的电阻以及一切摩擦均不计,求:
(1)杆AB中的最大感应电流Imax的大小和方向;
(2)杆AB下滑的全过程通过电阻R的电荷量q;
(3)撤去拉力后杆AB在水平导轨上运动的路程s.
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如图所示,间距为m的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成,倾斜部分导轨的倾角,上端连有阻值的定值电阻,倾斜导轨处于大小为T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长,图示矩形虚线框区域存在大小为T、方向竖直向上的匀强磁场,磁场区域的宽度m.现将质量kg、阻值、长m的导体棒从倾斜导轨上端释放,达到稳定速度后进入水平导轨,当导体棒穿过磁场区域时速度,已知导体棒穿过磁场区域的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足(比例系数未知),运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,不计摩擦阻力和导轨电阻。
求:(1)导体棒的速度;
(2)导体棒穿过磁场区域的过程中通过R的电荷量及导体棒产生的焦耳热;
(3)若磁场大小可调节,其他条件不变,为了使导体棒停留在磁场区域,需满足什么条件。
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如图所示,间距为m的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成,倾斜部分导轨的倾角,上端连有阻值的定值电阻,倾斜导轨处于大小为T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长,图示矩形虚线框区域存在大小为T、方向竖直向上的匀强磁场,磁场区域的宽度m.现将质量kg、阻值、长m的导体棒从倾斜导轨上端释放,达到稳定速度后进入水平导轨,当导体棒穿过磁场区域时速度,已知导体棒穿过磁场区域的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足(比例系数未知),运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,不计摩擦阻力和导轨电阻。
求:(1)导体棒的速度;
(2)导体棒穿过磁场区域的过程中通过R的电荷量及导体棒产生的焦耳热;
(3)若磁场大小可调节,其他条件不变,为了使导体棒停留在磁场区域,需满足什么条件。
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间距为l=0.5m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成,如图所示,倾斜部分导轨的倾角θ=30°,上端连有阻值R=0.5Ω的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长,图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场,磁场区域的宽度d=3m。现将质量m=0.1kg、内阻r=0.5Ω、长l=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放,达到稳定速度v0后进入水平导轨,当恰好穿过B2磁场时速度v=2m/s,已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足(比例系数k未知),运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,不计摩擦阻力和导轨电阻。求:
(1)导体棒ab的速度v0;
(2)导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热;
(3)若磁场B1大小可以调节,其他条件不变,为了使导体棒ab停留在B2磁场区域,B1需满足什么条件。
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间距为l=0.5m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成,如图所示,倾斜部分导轨的倾角θ=30°,上端连有阻值R=0.5Ω的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长,图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场,磁场区域的宽度d=3m。现将质量m=0.1kg、内阻r=0.5Ω、长l=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放,达到稳定速度v0后进入水平导轨,当恰好穿过B2磁场时速度v=2m/s,已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足(比例系数k未知),运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,不计摩擦阻力和导轨电阻。求:
(1)导体棒ab的速度v0;
(2)导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热;
(3)若磁场B1大小可以调节,其他条件不变,为了使导体棒ab停留在B2磁场区域,B1需满足什么条件。
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如图所示,两根固定的光滑的绝缘导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接,两导轨的间距L=O.5m,导轨的倾斜部分与水平面成θ=53°角.在导轨的倾斜部分方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B=1T、边长为L的正方形的匀强磁场区域abcd,导轨的水平部分有n个相同的方向竖直向上,磁感应强度大小均为B=1T、边长为L的正方形匀强磁场区域,磁场左、右两侧边界均与导轨垂直,在导轨的水平部分中相邻两个磁场区域的间距也为L.现有一质量m=0.5kg,电阻r=0.2Ω,边长也为L的质量分布均匀的正方形金属线框PQMN,从倾斜导轨上由静止释放,释放时MN边离水平导轨的竖直高度h=2.4m,当金属线框的MN边刚滑进磁场abed时恰好做匀速直线运动,此后,金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分继续运动并最终停止(重力加速度g=10m/s2’sin53°=0.8,线框在运动过程中MN边始终与导轨垂直).则:
(1)金属线框刚释放时MN边与ab的距离S是多少?
(2)整个过程中金属线框内产生的焦耳热是多少?
(3)金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域?.
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如图所示,间距为的足够长的平行光滑导轨MN、PQ倾斜放置,倾角为,在导轨顶端连接一阻值为的定值电阻。质量为、电阻也为r的金属杆ab垂直导轨跨放在导轨上,整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。让金属杆ab从图示位置由静止释放,到达cd位置时达到最大速度,不计导轨电阻,金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为求:
金属杆ab在倾斜导轨上滑行的最大速度;
金属杆ab在导轨上从开始运动到达到cd位置的过程中,通过定值电阻的电荷量,求这段时间内定值电阻上产生的焦耳热。
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如图所示,间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成:倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场.闭合开关S,让金属杆MN从图示位置由静止释放,已知金属杆运动到水平导轨前,已达到最大速度,不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为g.求:
(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm;
(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度vm前,当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为q,求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q;
(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离.
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如图所示,间距为L的足够长的平行光滑导轨由两部分组成:倾斜部分倾角为θ,与水平部分平滑相接,在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻。质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场。闭合开关S,让金属杆MN从图示位置由静止释放,已知金属杆运动到水平导轨前,已经达到最大速度,不计导轨电阻,金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为g。求:
(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速度Vm ;
(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度Vm前,当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为q,求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q;
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