如图1所示,一对光滑的平行导轨(电阻不计)固定在同一水平面,导轨足够长且间距L=0.5m左端接有阻值为R=4Ω的电阻,一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上,金属棒的电阻r=1Ω,整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中,金属棒在水平向右的外力F作用下由静止开始运动,拉力F与导体棒速率倒数关系如图2。求:
(1)v=5m/s时拉力的功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)若经时间t=4s导体棒达到最大速度,在这段时间内电阻R产生的热量为多大?
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如图1所示,一对光滑的平行导轨(电阻不计)固定在同一水平面,导轨足够长且间距L=0.5m左端接有阻值为R=4Ω的电阻,一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上,金属棒的电阻r=1Ω,整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中,金属棒在水平向右的外力F作用下由静止开始运动,拉力F与导体棒速率倒数关系如图2。求:
(1)v=5m/s时拉力的功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)若经时间t=4s导体棒达到最大速度,在这段时间内电阻R产生的热量为多大?
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距为L,左端接有阻值R的电阻,一质量m、长度L的金属棒MN放置在导轨上,棒的电阻为r,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,棒在水平向右的外力作用下,由静止开始做加速运动,保持外力的功率为P不变,经过时间t导体棒最终做匀速运动。求:
(1)导体棒匀速运动时的速度是多少?
(2)t时间内回路中产生的焦耳热是多少?
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(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0.5m,左端接有阻值R = 0.3Ω的电阻。一质量m = 0.1kg,电阻r = 0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B = 0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以 a = 2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x = 9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2 = 2:1。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功WF。
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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.1Ω的电阻。一质量m=0.lkg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=4m/s²的加速度做匀加速运动,当棒的位移4.5m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,己知撤去外力前后回路中产生的焦耳热=2:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量;
(2)在棒运动的全程中,电阻R上一共产生多少热量?
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如图所示,两根足够长的光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上,两导轨间距为d=0.2m,导轨电阻忽略不计,M、P端连接一阻值R=1.5Ω的电阻。有一质量m=0.08kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上,棒与导轨接触良好。整个装置处于一竖直向下,磁感应强度大小为B=0.5T匀强磁场中(磁场足够大),t=0秒时,给棒向右的初速度v=10m/s,则:
(1)画出回路中的等效电路图,并求出棒在t=0秒时回路中的电流大小;
(2)分析并说明棒向右过程中的运动情况;
(3)若在t=0秒时给棒施加一水平向右的拉力F=0.05N,求10秒内回路中产生的焦耳热。
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(20分)如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上,两导轨间距l=1m,左端用R=3Ω的电阻连接,导轨的电阻忽略不计。一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静止置于两导轨上,并与两导轨垂直。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。现用水平向右的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动。在0~2s内拉力F所做的功为W=J,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在0~2s内通过电阻R的电量q;
(3)在0~2s内电阻R上产生的热电量Q。
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(20分)如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上,两导轨间距l=1m,左端用R=3Ω的电阻连接,导轨的电阻忽略不计。一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静止置于两导轨上,并与两导轨垂直。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。现用水平向右的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动。在0~2s内拉力F所做的功为W=J,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在0~2s内通过电阻R的电量q;
(3)在0~2s内电阻R上产生的热电量Q。
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