如图所示,两根间距为L=2m的金属导轨,电阻不计,左端与水平面倾角为θ,其余水平,水平导轨左侧CDEF区域存在竖直向上的匀强磁场I,其中CE=DF=d=2m,磁感应强度大小为B1=1T,右侧有另一竖直向下的磁场II,且右侧导轨足够长,磁感应强度大小为B2=2T。有两根质量均为m=2kg、电阻均为R=2Ω的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场II中PQ处,导轨除P、Q两处(对应的距离极短)外其余均光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的k=0.5倍,a棒从倾斜导轨AB处由静止释放,忽略CD位置的能量损失。
(1)若a棒释放的高度大于h0,则a棒进入磁场I时才会使b棒运动,请求出h0。
(2)若将a棒从高度h1=1m释放,导体棒在到达EF边界前的某点时,累计通过PQ的电荷量q=0.4C,求该点距离CD的距离x;
(3)在第(2)问中,若a棒穿出磁场I区域时速度为v1=4m/s,且当a棒进入磁场II区域时,b棒可以运动,则从开始释放a棒到最后稳定的过程中,b棒产生的热量?(a、b足够远未碰撞)
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如图所示,两根间距为L=2m的金属导轨,电阻不计,左端与水平面倾角为θ,其余水平,水平导轨左侧CDEF区域存在竖直向上的匀强磁场I,其中CE=DF=d=2m,磁感应强度大小为B1=1T,右侧有另一竖直向下的磁场II,且右侧导轨足够长,磁感应强度大小为B2=2T。有两根质量均为m=2kg、电阻均为R=2Ω的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场II中PQ处,导轨除P、Q两处(对应的距离极短)外其余均光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的k=0.5倍,a棒从倾斜导轨AB处由静止释放,忽略CD位置的能量损失。
(1)若a棒释放的高度大于h0,则a棒进入磁场I时才会使b棒运动,请求出h0。
(2)若将a棒从高度h1=1m释放,导体棒在到达EF边界前的某点时,累计通过PQ的电荷量q=0.4C,求该点距离CD的距离x;
(3)在第(2)问中,若a棒穿出磁场I区域时速度为v1=4m/s,且当a棒进入磁场II区域时,b棒可以运动,则从开始释放a棒到最后稳定的过程中,b棒产生的热量?(a、b足够远未碰撞)
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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 的电阻连接,右端通过导线与阻值RL =4 的小灯泡L连接.在CDEF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 的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中).CDEF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=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s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 W的电阻连接,右端通过导线与阻值RL =4 W的小灯泡L连接。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长="2" m,有一阻值r ="2" W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处。CDEF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=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s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 W的电阻连接,右端通过导线与阻值RL =4 W的小灯泡L连接.在CDEF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 W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图22乙所示.在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s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,水平面上有两电阻不计的金属导轨平行固定放置,间距d 为0.5米,左端通过导线与阻值为2欧姆的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4欧姆的小灯泡L连接;在CDEF矩形区域内有竖直向上均匀磁场,CE长为2米,CDEF区域内磁场的磁感应强度B如图所示随时间t变化;在t=0s时,一阻值为2欧姆的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动,金属棒与金属导轨的摩擦力为0.2N.当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡始终正常发光。求:
(1)小灯泡的额定电流强度;
(2)恒力F的大小;
(3)运动到EF位置过程中金属棒的最大动能。
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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=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF整个矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长x=4m,CDEF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时,有一阻值r=2Ω的金属棒在水平向右的恒力F作用下由静止开始从PQ位置沿导轨向右运动.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,金属棒始终垂直于两导轨并且和两导轨接触良好,小灯泡的亮度没有发生变化.求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)恒力F的大小;
(3)金属棒的质量及金属棒在磁场区域运动过程中流过金属棒的电量.
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(15分)如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距,导轨右端连接一阻值为的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m。在时刻,电阻为的金属棒ab在水平恒力F作用下,由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流强度;
(2)恒力F的大小;
(3)金属棒的质量。
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