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(2011·泰安模拟)(16分)两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一...

(2011·泰安模拟)(16分)两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为L,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C,长度也为L、电阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q,求:

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(1)ab运动速度v的大小;

(2)电容器所带的电荷量q.

 

(1) (2) 【解析】(1)设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I, ab运动距离s所用时间为t,三个电阻R与电源串联,总电阻为4R,则E=BLv    (2分) 由闭合电路欧姆定律有I= ,    (2分) t=s/v        (2分) 由焦耳定律有Q=I2(4R)t    (2分) 由上述各式得v=    (2分) (2)设电容器两极板间的电势差为U,则有U=IR,     (2分) 电容器所带电荷量q=CU     (2分) 解得q=      (2分)
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考点分析:
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(2010·天津卷)11.(18分)如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距0.4m的MM’、NN’相互平行,电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM’、NN’保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.

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(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;

(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,求该过程ab位移x的大小。

 

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(2011·天津理综·T11)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为6ec8aac122bd4f6e m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成6ec8aac122bd4f6e角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度6ec8aac122bd4f6e0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd 恰好能够保持静止。取g=106ec8aac122bd4f6e,问

通过棒cd的电流I是多少,方向如何?

棒ab受到的力F 多大?

棒cd每产生6ec8aac122bd4f6e的热量,力F做的功W是多少?

 

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(2011·海南物理·T16)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和6ec8aac122bd4f6e是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为6ec8aac122bd4f6e。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求:

6ec8aac122bd4f6e

(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;

(2)两杆分别达到的最大速度。

 

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(2011·浙江理综·T23)如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨,在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g=10m/s2)。

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(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况;

(2)计算4s内回路中电流的大小,并判断电流方向;

(3)计算4s内回路产生的焦耳热。

 

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(2011·上海高考物理·T32)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热6ec8aac122bd4f6e。(取6ec8aac122bd4f6e)求:

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(1)金属棒在此过程中克服安培力的功6ec8aac122bd4f6e

(2)金属棒下滑速度6ec8aac122bd4f6e时的加速度6ec8aac122bd4f6e

(3)为求金属棒下滑的最大速度6ec8aac122bd4f6e,有同学解答如下:由动能定理6ec8aac122bd4f6e,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。

 

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