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如图所示,在一对平行的金属导轨的上端连接一阻值为R的定值电阻,两导轨所决定的平面...

如图所示,在一对平行的金属导轨的上端连接一阻值为R的定值电阻,两导轨所决定的平面与水平面成30°角,若将一质量为m、长为L的导体棒ab垂直于两导轨放在导轨上,并使其由静止开始下滑,已知导体棒电阻为r,整个装置处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,求导体棒最终下滑的速度及电阻R最终的发热功率分别为多少.(导轨足够长,磁场足够大,不计导轨电阻和摩擦)

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(1)金属棒下滑时切割磁感线运动,产生感应电动势,产生感应电流,受到沿斜面向上的安培力,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为0时,速度最大. (2)下滑过程中,重力势能减小,动能增加,内能增加,根据能量守恒求出整个电路产生的热量,从而求出电阻R上产生的热量. 【解析】 导体棒由静止释放后,加速下滑,受力情况如图所示,由右手定则判定棒中电流方向由b→a,由左手定则判定,受安培力沿斜面向上,随着棒的下滑速度不断增大,安培力F增大,加速度减小,导体棒做变加速运动,当加速度a=0时,速度达到最大,即最终下滑速度,此时导体棒受力平衡,有 mgsin30°=F=BIL① 其中I=② 由①②解得 热功率P=I2R= 答:导体棒最终下滑的速度为 及电阻R最终的发热功率为.
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考点分析:
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如图所示,半径为R、单位长度电阻为λ的均匀导体圆环固定在水平面上,圆环中心为O.匀强磁场垂直水平面方向向下,磁感强度为B.平行于直径MON的导体杆,沿垂直于杆的方向向右运动.杆的电阻可以忽略不计,杆与圆环接触良好,某时刻,杆的位置如图,∠aOb=2θ,速度为v,求此时刻作用在杆上安培力的大小.

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A.电阻R1消耗的热功率为manfen5.com 满分网
B.电阻R1消耗的热功率为manfen5.com 满分网
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v
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A.P、Q将相互靠拢
B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为g
D.磁铁的加速度小于g
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如图所示,矩形线圈长为L,宽为h,电阻为R,质量为m,由空中某一高度自由落下,加速穿过一匀强磁场区域,磁区的宽度也为h.设矩形线圈刚进入磁区时的动能为Ek1,刚穿出磁区时的动能为Ek2,这一过程中产生的焦耳热为Q,线圈克服磁场力做的功为W1,重力做的功为W2,不计空气阻力,则下列关系式中正确的是( )
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A.Q=Ek1-Ek2
B.Q=W2-W1
C.Q=W1
D.Q=W2
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manfen5.com 满分网图中EF、GH为平行的金属导轨,其电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )
A.匀速滑动时,I1=0,I2=0
B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0
C.加速滑动时,I1=0,I2=0
D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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