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高中物理
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如图,
MN
、
PQ
两条平行的光滑金属轨道与水平面成
θ
角固定,轨道间距为
l
.空间存在磁感应强度大小为
B
、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场。质量为
m
的金属杆
ab
水平放置在轨道上,其电阻为
R
.由静止释放
ab
,轨道足够长且电阻不计,重力加速度为
g
.求:
(1)金属杆
ab
速度的最大值;
(2)当金属杆
ab
的加速度为
a
=
g
sin
θ
,回路的电功率.
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0.99难度 解答题 更新时间:2020-03-29 11:40:44
答案(点此获取答案解析)
同类题1
如图所示,固定平行的长直导轨
M
、N放置于匀强磁场中,导轨间距
L
=1m,磁感应强度
B
=5T,方向垂直于导轨平面向下,导体棒与导轨接触良好,驱动导体棒使其在磁场区域运动,速度随时间的变化规律为
v
=2sin10
πt
(m/s),导轨与阻值为
R
=9Ω的外电阻相连,已知导体棒的电阻为
r
=1Ω,不计导轨与电流表的电阻,则下列说法正确的是
A.导体棒做切割磁感线运动,产生频率为5Hz的正弦交流电
B.导体棒产生的感应电动势的有效值为10V
C.交流电流表的示数为0.5A
D.0~
时间内
R
产生的热量为0.45J
同类题2
如图甲所示,光滑绝缘水平面上,虚线
MN
的右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为
B
=2T的匀强磁场,
MN
的左侧有一质量为
m
=0.1kg的矩形线圈
bcde
,
bc
边长
L
1
=0.2m,电阻
R
=2Ω。
t
=0时,用一恒定拉力
F
拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过1s,线圈的
bc
边到达磁场边界
MN
,此时立即将拉力
F
改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场,在整个运动过程中,线圈中感应电流
i
随时间
t
变化的图象如图乙所示。则( )
A.恒定拉力大小为0.05N
B.线圈在第2s内的加速度大小为1m/s
2
C.线圈
be
边长
L
2
=0.5m
D.在第2s内流过线圈的电荷量为0.2C
同类题3
如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距
L
=0.5m,左端接一电阻
R
=0.80
,磁感应强度
B
=0.50T的匀强磁场方向垂直导轨平面,导体棒
ab
垂直导轨放在导轨上,导轨电阻均可忽略不计,导体棒的电阻
r
=0.20
,当
ab
棒以
v
=4.0m/s的速度水平向右滑动时,求:
(1)
ab
棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)
ab
棒两端的电压。
同类题4
如图所示,一匀强磁场区域边界为MN,方向竖直向下,光滑水平桌面上有一边长为
L
的正方形线框(线框左右两边与MN平行),以大小为
v
0
的速度沿垂直磁场边界方向进入磁场,当线框全部进入磁场时速度恰好为零。用
v
表示线框的速度大小,
x
表示线框的位移(以线框右边与MN重合时的位置为初位置),
t
表示线框运动的时间(从线框右边与MN重合开始计时),则下列图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
同类题5
当下世界科技大国都在研发一种新技术,实现火箭回收利用,有效节约太空飞行成本,其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞,为此设计师在返回火箭的底盘安装了4台电磁缓冲装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓火箭对地的冲击力。该装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,由高强绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈
abcd
,指示灯连接在
cd
两处;②火箭主体,包括绝缘光滑缓冲轨道
MN
、
PQ
和超导线圈(图中未画出),超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用,指示灯发光,火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,火箭主体的速度大小为
v
0
,软着陆要求的速度为0;指示灯、线圈的
ab
边和
cd
边电阻均为
R
,其余电阻忽略不计;
ab
边长为
L
,火箭主体质量为
m
,匀强磁场的磁感应强度大小为
B
,重力加速度为
g
,一切摩擦阻力不计。
(1)求缓冲滑块刚停止运动时,线圈的
ab
边受到的安培力大小;
(2)求缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小;
(3)若火箭主体的速度大小从
v
0
减到0的过程中,经历的时间为
t
,求该过程中每台电磁缓冲装置中线圈产生的焦耳热。
相关知识点
电磁学
电磁感应
电磁感应中的能量转化
导体棒在导轨上运动问题
作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压
导体棒进出磁场区域的加速度变化