如图所示,MN、PQ为倾斜放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,倾角θ为30°,底端连接电阻R为2.0Ω,MC与PD长度均为4.5m,电阻均为2.25Ω,且均匀分布,其余部分电阻不计,整个装置处在磁感应强度B为2.0T,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨底部垂直导轨放置一根质量m为0.2kg的金属棒,且与导轨接触良好,不计金属棒电阻,现在对金属棒施加一平行导轨向上的拉力F,使其从静止开始以1.0m/s2的加速度沿导轨向上做匀加速直线运动,g=10m/s2。
(1)从金属棒开始运动时计时,求金属棒上电流大小的表达式;
(2)从开始运动至到达CD位置过程中,拉力F的最大值是多少?
(3)如果金属棒运动到CD位置时撤去拉力F,且金属棒从离开CD位置到速度减小为0经历的时间是0.5s,求这0.5s内系统产生的热量(忽略电磁辐射)。
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如图所示,MN、PQ为倾斜放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,倾角θ为30°,底端连接电阻R为2.0Ω,MC与PD长度均为4.5m,电阻均为2.25Ω,且均匀分布,其余部分电阻不计,整个装置处在磁感应强度B为2.0T,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨底部垂直导轨放置一根质量m为0.2kg的金属棒,且与导轨接触良好,不计金属棒电阻,现在对金属棒施加一平行导轨向上的拉力F,使其从静止开始以1.0m/s2的加速度沿导轨向上做匀加速直线运动,g=10m/s2。
(1)从金属棒开始运动时计时,求金属棒上电流大小的表达式;
(2)从开始运动至到达CD位置过程中,拉力F的最大值是多少?
(3)如果金属棒运动到CD位置时撤去拉力F,且金属棒从离开CD位置到速度减小为0经历的时间是0.5s,求这0.5s内系统产生的热量(忽略电磁辐射)。
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如图所示,阻值不计且足够长的两平行金属导轨倾斜放置,两导轨之间连接电源与滑动变阻器,导轨所在平面倾角θ=37°,导轨间距d=0.2 m,导轨所在区域存在匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,磁场方向垂直导轨平面斜向上。现将质量m=0.1 kg的金属棒ab置于导轨上并始终与导轨垂直,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。如果给金属棒ab一个沿斜面向上的初速度v0=10 m/s,金属棒ab恰好沿导轨匀速运动,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求通过金属棒ab的电流大小。
(2)如果t=0时,断开开关S,调整滑动变阻器的阻值,并将磁场方向变为沿斜面向上,t0=6s时,闭合开关S,电流恰好恢复到(1)中的数值,这时金属棒ab仍能匀速运动,求此时磁感应强度的大小。
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc,导轨间距均为L=1 m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆,金属杆与导轨接触良好.金属杆a、b质量均为m=0.1 kg,电阻Ra=2 Ω、Rb=3 Ω,其余电阻不计.在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2,且B1=B2=0.5 T.已知从t=0时刻起,杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动,杆b在水平向右的外力F2作用下始终保持静止状态,且F2=0.75+0.2t(N).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) 求:
(1)杆b所受安培力大小与时间的关系;
(2)通过计算判断杆a的运动情况,并写出速度与时间的关系;
(3)从t=0时刻起,求1s内通过杆b的电荷量.
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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、磁感应强度为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直轨道平面向下、磁感应强度也为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MN运动到水平轨道前,已达到最大速度,不计导轨电阻,且金属杆MN始终与导轨接触良好并保持跟导轨垂直,重力加速度为g.
(1)求金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm
(2)若金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度vm前,在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,求这段时间内金属杆MN通过的距离x
(3)求在(2)中所述的过程中,定值电阻上产生的焦耳热Q
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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xm.
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如图所示,CD、EF为倾斜放置的光滑平行导轨,倾角θ=37°,导轨间距d=0.5m,DF、CE间分别接定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,一质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的导体棒垂直导轨放置。整个装置置于垂直导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,其他部分电阻不计,重力加速度g=10m/s2。由静止释放导体棒MN,导轨足够长,求
(1)导体棒下滑的最大速度
(2)定值电阻R2的最大功率
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如图所示,CD、EF为倾斜放置的光滑平行导轨,倾角θ=37°,导轨间距d=0.5m,DF、CE间分别接定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,一质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的导体棒垂直导轨放置。整个装置置于垂直导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,其他部分电阻不计,重力加速度g=10m/s2。由静止释放导体棒MN,导轨足够长,求
(1)导体棒下滑的最大速度
(2)定值电阻R2的最大功率
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如图(a)所示,间距L=0.5m的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置,轨道平面倾角=30°。导轨底端接有阻值R=0.8Ω的电阻,导轨间有I、II两个矩形区域,其长边都与导轨垂直,两区域的宽度均为d2=0.4m,两区域间的距离d1=0.4m,I区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B0=1T,II区域内的磁感应强度B随时间t变化如图(b)所示,规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向。t=0时刻,把导体棒MN无初速度的放在区域I下边界上.己知导体棒的质量m=0.1kg,导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中,导体棒和导执电阻不计,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)0.1s内导体棒MN所受的安培力;
(2)t=0.5s时回路中的电动势和流过导体棒MN的电流方向;
(3)0.5s时导体棒MN的加速度。
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两根光滑平行金属导轨足够长,电阻不计,间距L=0.4m,倾角,两导轨间有B=0.5T的匀强磁场,磁场方向垂直斜面向下,导轨之间可通过开关连接电源()、电阻,如图所示。开始时闭合、断开,一根质量为m=0.1kg、电阻为的金属棒从PQ开始以某一速度匀速上滑,当金属棒运动到位置MN时立即断开,闭合,当金属棒回到PQ前已达到最大速度。金属棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取,求:
(1)金属棒匀速上滑时导体棒两端的电压;
(2)金属棒下滑时重力的最大功率。
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