如图所示,一“U”型金属导轨固定在绝缘水平地面上,导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,导轨间距为d,电阻不计,质量为m、电阻为R的金属棒ab与导轨接触良好且始终垂直,棒与导轨间的动摩擦因数为μ.现棒在水平向右的拉力F(垂直棒)作用下,由静止开始做加速度为a匀加速直线运动,重力加速度为g,试求:
(1)拉力F随时间t变化的关系式;
(2)t0时间内通过棒的电荷量q.
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如图所示,一“U"型金属导轨固定在绝缘水平地面上,导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,导轨间距为d,电阻不计。质量为m、电阻为R的金属棒 ab与导轨保持垂直且接触良好,棒与导轨间的动摩擦因数为。现给棒施加一垂直于棒且方向水平向右的拉力F,棒由静止做加速度大小为a的匀加速直线运动,重力加速度为g,求:
(1)拉力F随时间变化的关系式;
(2) t0时间内通过棒的电荷量q0
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如图所示,一“U”型金属导轨固定在绝缘水平地面上,导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,导轨间距为d,电阻不计,质量为m、电阻为R的金属棒ab与导轨接触良好且始终垂直,棒与导轨间的动摩擦因数为μ.现棒在水平向右的拉力F(垂直棒)作用下,由静止开始做加速度为a匀加速直线运动,重力加速度为g,试求:
(1)拉力F随时间t变化的关系式;
(2)t0时间内通过棒的电荷量q.
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如图所示,两根平行光滑的金属导轨由四分之一圆弧部分与水平部分构成,导轨末端固定两根绝缘柱,弧形部分半径r=0.8m、导轨间距L=lm, 导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小B=2T.两根完全相同的金属棒a、b分别垂直导轨静置于圆弧顶端M1、M2处和水平导轨中某位置,两金属棒质量均为m=lkg、电阻均为R=2。金属棒a由静止释放,沿圆弧导轨滑入水平部分,此 后,金属棒b向右运动,在导轨末端与绝缘柱发生碰撞且无机械能损失,金属棒b接触绝缘柱之前两棒己匀速运动且未发生碰撞,金属棒b与绝缘柱发生碰撞后,在距绝缘柱 x1=0.5m的A1A2位置与金属棒a发生碰撞,碰后停在距绝缘柱x2=0.2m的A3A4位置, 整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,g取10m/s2。求:
(1)金属棒a刚滑入水平导轨时,受到的安培力大小;
(2)金属棒b与绝缘柱碰撞后到与金属棒a碰撞前的过程,整个回路产生的焦耳热;
(3)证明金属棒a、b的碰撞是否是弹性碰撞。
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如图所示,光滑平行金属导轨PQ、MN固定在光滑绝缘水平面上,导轨左端连接有阻值为R的定值电阻,导轨间距为L,磁感应强度大小为B、方向竖直向上的有界匀强磁场的边界ab、cd均垂直于导轨,且间距为s,e、f分别为ac、bd的中点,将一长度为L、质量为m、阻值也为R的金属棒垂直导轨放置在ab左侧 处,现给金属棒施加一个大小为F、方向水平向右的恒力,使金属棒从静止开始向右运动,金属棒向右运动过程中始终垂直于导轨并与导轨接触良好。当金属棒运动到ef位置时,加速度刚好为零,不计其它电阻。求:
(1)金属棒运动到ef位置时的速度大小;
(2)金属棒从初位置运动到ef位置,通过金属棒的电量;
(3)金属棒从初位置运动到ef位置,定值电阻R上产生的焦耳热。
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如图所示,两光滑金属导轨间距为1m,固定在绝缘桌面上的部分是水平的,处在磁感应强度大小为1T、方向竖直向下的有界匀强磁场中(导轨其他部分无磁场),电阻R的阻值为2Ω,桌面距水平地面的高度为1.25m,金属杆ab的质量为0.1kg,有效电阻为1Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为0.45m的位置由静止释放,其落地点距桌面左边缘的水平距离为1m。取g=10m/s2,空气阻力不计,离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。下列判断正确的是( )
A. 金属杆刚进入磁场时,其速度大小为3m/s
B. 金属杆刚进入磁场时,电阻R上通过的电流大小为1.5A
C. 金属杆穿过匀强磁场的过程中,克服安培力所做的功为0.25J
D. 金属杆穿过匀强磁场的过程中,通过金属杆某一横截面的电荷量为0.2C
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如图所示,两光滑金属导轨间距为1m,固定在绝缘桌面上的部分是水平的,处在磁感应强度大小为1T、方向竖直向下的有界匀强磁场中(导轨其他部分无磁场),电阻R的阻值为2Ω,桌面距水平地面的高度为1.25m,金属杆ab的质量为0.1kg,有效电阻为1Ω.现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为0.45m的位置由静止释放,其落地点距桌面左边缘的水平距离为1m.取g=10m/s2,空气阻力不计,离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好.下列判断正确的是( )
A.金属杆刚进入磁场时,其速度大小为3m/s
B.金属杆刚进入磁场时,电阻R上通过的电流大小为1.5A
C.金属杆穿过匀强磁场的过程中,克服安培力所做的功为0.25J
D.金属杆穿过匀强磁场的过程中,通过金属杆某一横截面的电荷量为0.2C
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如图所示,U形光滑金属导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨间距为L,在导轨右端连接有一个阻值为R的定值电阻。有一根长为L的导体棒ab与固定在O点的绝缘轻弹簧相连后垂直放置在导轨上,弹簧原长时导体棒ab在图中的虚线位置。现施外力将弹簧压缩一定的距离后松开,导体棒ab在导轨上往复运动最后停在虚线处。已知弹簧初始被压缩时储存的弹性势能为Ep,在运动过程中导体棒ab与导轨始终接触良好,导体棒ab的电阻r=R,导轨电阻不计,则下列说法中正确的是( )
A. 导体棒ab在运动过程中能产生交变电流
B. 定值电阻产生的总热量为弹性势能Ep的一半
C. 导体棒ab向右运动时安培力做负功,向左运动时做正功
D. 导体棒ab全程克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热
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如图所示,光滑平行足够长的金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨范围内存在磁场,其磁感应强度大小为B方向竖直向下,导轨一端连接阻值为R的电阻。在导轨上垂直导轨放一长度等于导轨间距L、质量为m的金属棒,其电阻为r,金属棒与金属导轨接触良好。导体棒水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,经过时间t后开始匀速运动,金属导轨的电阻不计。求:
(1)导体棒匀速运动时回路中电流大小。
(2)导体棒匀速运动的速度大小以及在时间t内通过回路的电量。
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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,电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为1m。导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域,与两导轨相切于M、N两点。磁感应强度大小为1T、方向竖直向下,长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中,并与区域圆直径MN重合。金属棒的有效电阻为,以劲度系数为 的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连,另一端固定在墙壁上,此时弹簧恰好处于原长。两导轨通过一阻值为的电阻与一电动势为4V、内阻为的电源相连,导轨电阻不计。若开关S闭合一段时间后,金属棒停在导轨上的某一位置,则该位置到MN的距离为
A. 0.3m
B. 0.35m
C. 0.4m
D. 0.45m
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