如图甲所示,绝缘的水平桌面上铺有两根不计电阻的足够长光滑金属轨道AB、CD,轨道间距为d,其左端接一阻值为R的电阻。一长为L且与导轨垂直的金属棒置于两导轨上,单位长度的电阻为r。在电阻、导轨和金属棒中间有一边长为a的正方形区域,区域中存在垂直于水平桌面向下的均匀磁场,磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示,其中坐标值已知。在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界M(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B1,方向垂直于水平桌面向上。某时刻,金属棒在电动机的水平恒定牵引力作用下从静止开始向右运动,在t1时刻恰好以速度v1越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好。求:
(1)在t=0到t=t1时间间隔内,电阻R产生的焦耳热;
(2)在时刻t(t>t1)流过电阻R的电流方向、大小和电动机的输出功率。
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如图甲所示,绝缘的水平桌面上铺有两根不计电阻的足够长光滑金属轨道AB、CD,轨道间距为d,其左端接一阻值为R的电阻。一长为L且与导轨垂直的金属棒置于两导轨上,单位长度的电阻为r。在电阻、导轨和金属棒中间有一边长为a的正方形区域,区域中存在垂直于水平桌面向下的均匀磁场,磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示,其中坐标值已知。在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界M(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B1,方向垂直于水平桌面向上。某时刻,金属棒在电动机的水平恒定牵引力作用下从静止开始向右运动,在t1时刻恰好以速度v1越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好。求:
(1)在t=0到t=t1时间间隔内,电阻R产生的焦耳热;
(2)在时刻t(t>t1)流过电阻R的电流方向、大小和电动机的输出功率。
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如图所示, 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端间接有阻值为=导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距,电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求:
(1)金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线中产生的热量。
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如图所示, 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端间接有阻值为=导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距,电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求:
(1)金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线中产生的热量。
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如图所示,光滑的金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨足够长,电阻不计,两轨间距为L,其左端连接一阻值为R的电阻。导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,一质量为m的金属棒,放置在导轨上,其电阻为r,某时刻一水平力F垂直作用在金属棒中点,金属棒从静止开始做匀加速直线运动,已知加速度大小为a,金属棒始终与导轨接触良好。
(1)从力F作用开始计时,请推导F与时间t关系式;
(2)F作用时间后撤去,求金属棒能继续滑行的距离S。
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如图所示,间距为L,电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m,电阻也为R的金属棒,金属棒与轨道接触良好.整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是( )
A.金属棒在导轨上做匀减速运动
B.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为
C.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
D.整个过程中金属棒克服安培力做功为
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如图所示,间距为L,电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m,电阻也为R的金属棒,金属棒与轨道接触良好.整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是( )
A.金属棒在导轨上做匀减速运动
B.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为
C.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
D.整个过程中金属棒克服安培力做功为
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(18分).如图,阻值不计的光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其最右端间距d为1m,左端MP,接有阻值r=4的电阻,右端NQ与半径R为2m的光滑竖直半圆形绝缘导轨平滑连接;一根阻值不计的长为L=1.2m,质量m=0.5kg的金属杆ab放在导轨的EF处,EF与NQ平行。在平面NQDC的左侧空间中存在竖直向下的匀强磁场B,平面NQDC的右侧空间中无磁场。现杆ab以初速度v0=12m/s向右在水平轨道上做匀减速运动,进入半圆形导轨后恰能通过最高位置CD并恰又落到EF位置; (g取10m/s2)
求:(1)杆ab刚进入半圆形导轨时,对导轨的压力:
(2)EF到QN的距离;
(3)磁感应强度B的大小
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如图甲所示,一对相互平行且足够长的光滑金属轨道固定放置在水平面上,两轨道间距离.两轨道的左端接有一个的电阻.有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下.现用一外力沿轨道方向拉杆,使杆做匀加速直线运动,测得力与时间的关系如图乙所示.求:
()类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由图象求位移的方法.请你借鉴此方法,根据图乙所示的图象,求的时间内拉力的冲量大小:
()求导体棒的加速度大小和质量;
()求的时间内通过导体横截面的电量.
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如图所示,是平行的固定在水平绝缘桌面上的光滑金属导轨,导轨间距为在导轨左端上连有一个阻值为的电阻,一质量为3m,长为,电阻为r的金属棒恰能置于导轨上并和导轨良好接触。起初金属棒静止于位置,MN距离ae边足够远,整个装置处于方向垂直桌面向下、磁感应强度为的匀强磁场中。现有一质量为的带电量为的绝缘小球在桌面上从点(为导轨上的一点)以与成60°斜向右方射向,随后小球直接垂直地打在金属棒的中点上,并和棒粘合在一起(设小球与棒之间没有电荷转移)。小球运动过程中始终和导轨接触良好,不计导轨间电场的影响,导轨的电阻不计。求:
(1)小球射入磁场时的速度;
(2)电阻上产生的热量.
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