如图所示,水平放置的U形金属框架中接有电源,电源的电动势为ε,内阻为r,框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距L,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下.当ab杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,求:
(1)ab杆从静止开始向右滑动,启动时的加速度.
(2)ab杆可以达到的最大速度vmax
(3)ab杆达到最大速度vmax时电路中每秒放出的热量Q。
高三物理计算题中等难度题
如图所示,水平放置的U形金属框架中接有电源,电源的电动势为ε,内阻为r,框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距L,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下.当ab杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,求:
(1)ab杆从静止开始向右滑动,启动时的加速度.
(2)ab杆可以达到的最大速度vmax
(3)ab杆达到最大速度vmax时电路中每秒放出的热量Q。
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水平放置的金属框架abcd,宽度为0.5m,匀强磁场与框架平面成30°角,如图所示,磁感应强度为0.5T,框架电阻不计,金属杆MN置于框架上可以无摩擦地滑动,MN的质量0.05kg,电阻0.2Ω,试求当MN的水平速度为多大时,它对框架的压力恰为零,此时水平拉力应为多大?
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在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,宽度L=0.4 m,如图所示,框架上放置一质量m=0.05 kg、电阻R=1 Ω的金属杆cd,框架电阻不计。若杆cd在水平外力F的作用下以恒定加速度a=2 m/s2,由静止开始做匀变速运动,求:
(1)在5 s内平均感应电动势是多少?
(2)第5 s末回路中的电流I多大?
(3)第5 s末作用在杆cd上的水平外力F多大?
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如图,一宽度L=0.4m的U形光滑金属框架水平放置,开口向右。在框架所在范内存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,一质量m=0.05kg、电阻R=1Ω的金属杆ab垂直于框架的两平行边、静置其上。现在水平外力F的作用下,使杆ab以恒定加逮度a=2m/s2,由静止开始沿框架向右做匀加速运动(不计框架电阻,框架足够长)。求
(1)5s内杆ab移动的距离s;
(2)5s末作用在杆ab上的水平外力大小F;
(3)水平外力F与时间t的函数关系;
(4)若撒去F,分析并说明金属杆ab在此后的运动过程中速度、加速度的变化情况。
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如图所示的电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,水平放置的导轨足够长,导轨和金属杆的电阻不计。金属杆MN长L=0.3m,质量m=0.2kg,与轨道间的摩擦因数μ=0.3,匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向竖直向上。接通电源后,金属杆从静止开始运动。g=10m/s2。求:
(1)金属杆的最大加速度
(2)金属杆能达到的最大速度
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如甲图所示,两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电动势为E,内阻为r的电源。导轨平面与水平面间的夹角为θ。金属杆ab垂直导轨静止放置,不计金属杆ab的电阻,金属杆ab的质量为m,金属杆与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。重力加速度为g,求:
(1)金属杆ab所受安培力;
(2)滑动变阻器的阻值R;
(3)若将磁场方向按乙图所示的方向逆时针旋转90°至水平方向(虚线所指),且始终保持ab杆处于静止状态,试通过受力分析说明磁感应强度的大小变化情况。
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水平放置足够长的光滑平行导轨,电阻不计,间距为L,左端连接的电源电动势为E,内阻为r,质量为m的金属杆垂直静放在导轨上,金属杆处于导轨间的部分电阻为R。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,闭合开关,金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度,则下列说法正确的是
A. 金属杆的最大速度大小为
B. 此过程中通过金属杆的电量为
C. 此过程中电源提供的电能为
D. 此过程中金属杆此时的热量为
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