如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50 m.轨道的MM′端之间接一阻值R=0.50 Ω的定值电阻.NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.50 m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.60 T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80 m,且其右边界与NN′重合.现有一质量m=0.20 kg、电阻r=0.10 Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0 m处.在与杆垂直的水平恒力F=2.0 N的作用下,ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F.杆穿过磁场区域后恰好能通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10 m/s2,求:
(1)导体杆刚进入磁场时的速度大小,通过导体杆上的电流大小;
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R的电荷量;
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热.
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如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50 m.轨道的MM′端之间接一阻值R=0.50 Ω的定值电阻.NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.50 m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.60 T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80 m,且其右边界与NN′重合.现有一质量m=0.20 kg、电阻r=0.10 Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0 m处.在与杆垂直的水平恒力F=2.0 N的作用下,ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F.杆穿过磁场区域后恰好能通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10 m/s2,求:
(1)导体杆刚进入磁场时的速度大小,通过导体杆上的电流大小;
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R的电荷量;
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热.
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如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道之间的距离 l = 0.50m.轨道的MM′端之间接一阻值R =0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 = 0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B = 0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d = 0.80m,且其右边界与NN′重合.现有一质量 m = 0.20kg、电阻 r = 0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s = 2.0m处.在与杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数 μ= 0.10,轨道的电阻可忽略不计,取 g = 10m/s2,求:
(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;
(2)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热.
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(10分)如图两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道间距L=0.50m.轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 =0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B =0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合.现有一质量 m =0.20kg、电阻 r =0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处.在与杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道间的动摩擦因数 μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:
①导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
②导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热
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如图两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道间距L=0.50m.轨道
的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金
属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 =0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、
磁感应强度B =0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合.现
有一质量 m =0.20kg、电阻 r =0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处.在与
杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导
体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接
触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道间的动摩擦因数 μ=0.10,轨道的电阻可忽略不
计,取g=10m/s2,求:
①导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
②导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热
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如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两轨道之间的距离L=0.50m.一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中.在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g=10m/s2.
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0Ω时,金属杆ab静止在轨道上.
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向.
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同一水平面上的两根正对平行金属直轨道MN,M′N′,如图所示放置,两轨道之间的距离l=0.5m。轨道的M M′端之间接一阻值R=0.4Ω的定值电阻,轨道的电阻可忽略不计,N N′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP,N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.5m,水平直轨道MR,M′R′段粗糙,RN,R′N′段光滑,且RNN′R′区域恰好处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.64T,磁场区域的宽度d=1m,且其右边界与NN′重合,现有一质量m=0.2kg,电阻r=0.1Ω的导体杆ab静止在距磁场左边界s=2m处,在与杆垂直的水平恒力F=2N作用下开始运动,导体杆ab与粗糙导轨间的动摩擦因数μ=0.1,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆在运动过程中与轨道始终垂直且接触良好,取g=10m/s2。
(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向。
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。
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如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间的宽度L=0.50m.轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,不计轨道和导体棒的电阻,当速度为5m/s时。
(1)判断流过导体棒ab中的电流方向。
(2)计算电路中的感应电流的大小。
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如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间的宽度L=0.50m.轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,不计轨道和导体棒的电阻,当速度为5m/s时。
(1)判断流过导体棒ab中的电流方向。
(2)计算电路中的感应电流的大小。
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两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其间距为0.60m,磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图所示.在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的速度向右匀速运动.设金属导轨足够长,导轨电阻不计.求:
(1)金属棒ab两端的电压.
(2)拉力F的大小.
(3)电阻R上消耗的电功率.
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