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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。

 

(1)(2), 【解析】(1)设任意时刻时,MN 、杆的速度分别为、。 细线没烧断前:  ①(1分) 对MN杆在任意时刻:  ②(1分) 对杆在任意时刻:  ③(1分)   ④(1分)   ⑤(1分)  ⑥(1分)   ⑦(1分)   ⑧(1分) 联立①~⑧式解得: ⑨(1分) (2)当两杆达到最大速度时,对则有: ⑩(1分) 联立④⑤⑥⑨解得,(1分)
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6ec8aac122bd4f6e    6ec8aac122bd4f6e

(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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6ec8aac122bd4f6e

(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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6ec8aac122bd4f6e

⑴橡胶带匀速运动的速率;

⑵电阻R消耗的电功率;

⑶一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。

 

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(1)磁感应强度的大小:

(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

 

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6ec8aac122bd4f6e

(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小.

(2)挂在细线上的钩码的质量.

(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量.

 

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