如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B。一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当K接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,求接入电路的滑动变阻器阻值R;
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,求稳定速度v的大小和金属棒从静止到稳定速度所需的时间;
(3)将开关K接到3,让金属棒由静止释放,设电容器不漏电,电容器不会被击穿
a.通过推导说明ab棒此后的运动是匀加速运动;
b.求ab下落距离s时,电容器储存的电能。
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如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B。一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当K接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值R多大?
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落s的过程中所需的时间为多少?
(3)若在将ab棒由静止释放的同时,将电键K接到3。试通过推导说明ab棒此后的运动性质如何?求ab再下落距离s时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器还没有被击穿)
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如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B。一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当K接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,求接入电路的滑动变阻器阻值R;
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,求稳定速度v的大小和金属棒从静止到稳定速度所需的时间;
(3)将开关K接到3,让金属棒由静止释放,设电容器不漏电,电容器不会被击穿
a.通过推导说明ab棒此后的运动是匀加速运动;
b.求ab下落距离s时,电容器储存的电能。
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如图所示,P、Q为水平平行放置的光滑足够长金属导轨,相距L=1m。导轨间接有E=15V、r=1Ω的电源;0~10Ω的变阻箱R0;R1=6Ω、R2=3Ω的电阻;C=0.25F的超级电容,不计电阻的导体棒跨放在导轨上并与导轨接触良好,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用垂直棒的细绳经光滑轻质定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.4 kg。在导体棒ab所处区域存在磁感应强度B=2 T方向竖直向下的匀强磁场,且范围足够大。(导轨的电阻不计,g取10 m/s2)。
(1)现闭合电键S1、S2,为了使物体保持静止,变阻箱连入电路的阻值应是多大?
(2)现断开电键S1闭合S2,待电路稳定后,求电容的带电量?
(3)使导体棒静止在导轨上,电键S2断开的情况下(电容始终正常工作)释放导体棒,试讨论物体的运动情况和电容电量的变化规律?
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如图所示,足够长的两光滑导轨水平放置,两条导轨相距为d,左端MN用阻值不计的导线相连,金属棒ab可在导轨上滑动,导轨单位长度的电阻为r0,金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中,磁场的磁感应强度随时间均匀增加,B=kt,其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿导轨向右做匀速运动,t=0时,金属棒ab与MN相距非常近。求:
(1)当t=t0时,水平外力的大小F;
(2)同学们在求t=t0时刻闭合回路消耗的功率时,有两种不同的求法:
方法一:P=F·v
方法二: , , (其中R为回路总电阻)
这两种方法哪一种正确?请你做出判断,并简述理由。
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如图所示,足够长的两光滑导轨水平放置,两条导轨相距为d,左端MN用阻值不计的导线相连,金属棒ab可在导轨上滑动,导轨单位长度的电阻为r0,金属棒ab的电阻不计.整个装置处于竖直向下的均匀磁场中,磁场的磁感应强度随时间均匀增加,B=kt,其中k为常数.金属棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿导轨向右做匀速运动,t=0时,金属棒ab与MN相距非常近.求:
(1)当t=to时,水平外力的大小F.
(2)同学们在求t=to时刻闭合回路消耗的功率时,有两种不同的求法:
方法一:t=to时刻闭合回路消耗的功率P=F•v.
方法二:由Bld=F,得I= (其中R为回路总电阻)
这两种方法哪一种正确?请你做出判断,并简述理由.
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