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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...

(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?

 

⑴1A,cd棒中的电流方向由d至c   ⑵0.2N   ⑶0.4J 【解析】⑴棒cd受到的安培力为  --------①  棒cd在共点力作用下平衡,则 --------②  由①②式代入数值得: ----------------------③  根据楞次定律可知,棒cd中电流方向由d至c  ---------④   ⑵棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,         对棒ab,由共点力平衡条件得:-------⑤  代入数据解得:  ---------------------------⑥       ⑶设在时间t内棒cd产生热量,由焦耳定律知  ---------------------------------⑦             设棒ab匀速运动的速度大小为,其产生的感应电动势   -------------------------------⑧               由闭合电路欧姆定律可知  -------------⑨                根据运动学公式可知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移  ------⑩  则力F做的功   -----------------------(11)             联立以上各式,代入数值解得:----------(12)        
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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)。

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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(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:

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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(2011·重庆理综·T23)(16分)有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如题23图所示,该机底面固定有间距为6ec8aac122bd4f6e、长度为6ec8aac122bd4f6e的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为6ec8aac122bd4f6e、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻6ec8aac122bd4f6e,绝缘橡胶带上镀有间距为6ec8aac122bd4f6e的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻,若橡胶带匀速运动时,电压表读数为6ec8aac122bd4f6e,求:

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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