如图,两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ角固定,轨距为d。P、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其有效阻值为R。空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上。现从静止释放ab。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g。求:
(1)ab运动的最大速度vm;
(2)当ab具有最大速度时,ab消耗的电功率P;
(3)为使ab向下做匀加速直线运动,在ab中点施加一个平行于轨道且垂直于ab的力F, 推导F随时间t变化的关系式,并分析F的变化与a的关系。
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如图,两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ角固定,轨距为d。P、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其有效阻值为R。空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上。现从静止释放ab。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g。求:
(1)ab运动的最大速度vm;
(2)当ab具有最大速度时,ab消耗的电功率P;
(3)为使ab向下做匀加速直线运动,在ab中点施加一个平行于轨道且垂直于ab的力F, 推导F随时间t变化的关系式,并分析F的变化与a的关系。
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(14分)如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆A.b水平放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R。现从静止释放A.b,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到与的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1;
(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆A.b运动的加速度为gsinq时,此时金属杆A.b运动的速度;
(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆A.b运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率。
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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,固定在竖直平面内的光滑平行金属导轨ab、cd相距为L,b、c间接一阻值为R的电阻。一质量为m的导体棒ef水平放置,与导轨垂直且接触良好,导体棒接入导轨间的阻值也为R。整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。导体棒在恒定外力F的作用下向上做匀速直线运动,电阻上产生的热功率恒为P。已知重力加速度为g,导轨电阻忽略不计且足够长。
(1)求导体棒向上运动的速度v;
(2)求恒定外力F;
(3)若从t=0时刻起,突然增大F,使导体棒以2g的加速度匀加速上升。写出电阻R的热功率Pt与时间t的函数关系。
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如图,在竖起向下的磁感应强度为的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道、固定在水平面内,相距灾.一质量为、电阻的导体棒垂直于、放在轨道上,与轨道接触良好.若轨道左端点接一电动势为内阻为的电源和一阻值的电阻.轨道左端点接一单刀双掷开关,轨道的电阻不计.求:
()单刀双掷开关与闭合瞬间导体棒受到的磁场力为.
()单刀双掷开关与闭合后导体棒运动稳定时的最大速度.
()导体棒运动稳定后,单刀双掷开关与断开,然后与闭合,求此后能够在电阻上产生的电热和导体棒前冲的距离.
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如图,光滑的平行金属导轨水平固定放置,电阻不计,导轨间距为L=1m,左侧接一阻值为R=0.3Ω的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s=1m.一质量为m=1kg,电阻为r=0.2Ω的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)的水平力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.试求 :
(1)有界匀强磁场磁感应强度B的大小?
(2)若金属棒运动过程中某时刻撤去外力F,发现棒继续运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间t=?
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