如圖所示,半徑為r、間距為L的兩根等高光滑的四分之一金屬圓弧軌道通過兩段較短的光滑絕緣材料與兩根足夠長且間距也為L的光滑金屬平行直導(dǎo)軌l1和l2相連(即金屬圓弧軌道與l1、l2絕緣連接不導(dǎo)電),在軌道頂端連接一阻值為R的電阻,所有軌道電阻不計,整個導(dǎo)軌所處空間有兩個有界勻強(qiáng)磁場,相距一段距離不重疊,磁場I左邊界在圓弧軌道的最左端,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上;磁場II的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向豎直向下,現(xiàn)有一根長度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒a從軌道最高點(diǎn)MN開始,在有拉力作用情況下以速率v0沿四分之一金屬圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動到最低點(diǎn)PQ處,到達(dá)PQ處立即撤去拉力然后滑過光滑絕緣部分進(jìn)入水平金屬軌道,另有一根與a完全相同的金屬棒b置于磁場II中的ef處,設(shè)兩金屬棒運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度為g,求:
(1)在金屬棒a沿四分之一金屬圓弧軌道運(yùn)動過程中通過電阻R的電荷量;
(2)在金屬棒a沿四分之一金屬圓弧軌道運(yùn)動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量及拉力做的功;
(3)設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大,求金屬棒a在磁場I內(nèi)運(yùn)動過程中,金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱的最大值。
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:118引用:4難度:0.4
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1.半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定,電阻忽略不計。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長為L(L>2R),其單位長度電阻值為r。圖(a)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn),t=0時刻起,從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動,棒始終與速度方向垂直。圖(b)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn),t=0時刻起,以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時針勻速轉(zhuǎn)過180°,角速度為ω;導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面時與環(huán)接觸良好。
(1)分析說明圖(a)中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導(dǎo)體棒的電流變化情況;
(2)求圖(b)中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E與時間t的關(guān)系式;
(3)若圖(a)、圖(b)中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同,試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動到虛線(圓環(huán)上直徑位置)處,流過兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布:2024/12/30 1:0:6組卷:98引用:2難度:0.7 -
2.如圖甲所示,在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T,區(qū)域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框,匝數(shù)n=10,邊長a=1m,線框電阻R=1Ω,質(zhì)量m=1kg?,F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F,使線框從靜止開始向右進(jìn)入磁場中,已知恒力F的大小為10N,線框與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,整個線框完全進(jìn)入磁場前已經(jīng)勻速運(yùn)動,g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場開始計時,磁場即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:144引用:3難度:0.5 -
3.如圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場,一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場,整個過程線框平面始終豎直,線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場時為計時起點(diǎn),下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中,不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:231引用:3難度:0.7
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