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一对无限长平行导轨位于竖直平面内,轨道上串联一电容器C(开始未充电).另一根质量为m的金属棒ab可沿导轨下滑,导轨宽度为L,在讨论的空间范围内有磁感应强度为B、方向垂直整个导轨平面的匀强磁场,整个系统的电阻可以忽略,ab棒由静止开始下滑,求它下滑h高度时的速度v.

图4-19

思路解析:解决该题的关键是分析清楚ab棒的运动规律,若设ab棒下滑过程中某一瞬时加速度为ai,则经过一微小的时间间隔Δt,其速度的增加量为Δv=ai·Δt.

棒中产生的感应电动势的增加量为:ΔE=BLΔv=BLai·Δt

电容器的极板间电势差的增加量为:ΔUi=ΔE=BLai·Δt

电容器电荷量的增加量为:ΔQ=C·ΔU=CBLai·Δt

电路中的充电电流为:I==CBLai

ab棒所受的安培力为:F=BLI=CB2L2ai

由牛顿第二定律得:mg-F=mai,即mg-CB2L2ai=mai,所以,ai=,可见,棒的加速度与时间无关,是一个常量,即棒ab向下做匀加速直线运动.所以要求的速度为v=.

答案:v=

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xOy平面内,导轨与竖直轴Oy平行,其一端接有阻值为R的电阻.在y>0的一侧整个平面内存在着与xOy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属直杆MN与金属导轨垂直,可在导轨上滑动,当t=0时金属杆MN位于y=0处,速度为v0,方向沿y轴的正方向.在MN向上运动的过程中,有一平行于y轴的拉力F作用于金属杆MN上,以保持其做匀速直线运动.设除电阻R外,所有其他电阻都可以忽略.问:
(1)通过电阻R的电流为多少?方向如何?
(2)金属杆在向上运动的过程中拉力F的大小和方向如何?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两根足够长固定的平行金属导轨位于竖直平面内,两导轨间的距离为d,导轨上面横放着两根导体棒L1和L2,与导轨构成回路,两根导体棒的质量都为m,电阻都为R,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有与导轨所在面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B.两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,保持L1向上作速度为v的匀速运动,在t=0时刻将靠近L1处的L2由静止释放(刚释放时两棒的距离可忽略),经过一段时间后L2也作匀速运动.已知d=0.5m,m=0.5kg,R=0.1Ω,B=1T,g取10m/s2
(1)为使导体棒L2向下运动,L1的速度v最大不能超过多少?
(2)若L1的速度v为3m/s,在坐标中画出L2的加速度a 2与速率v2 的关系图象;
(3)若L1的速度v为3m/s,在L2作匀速运动的某时刻,两棒的间距4m,求在此时刻前L2运动的距离.
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科目:高中物理 来源: 题型:

一对无限长平行导轨位于竖直平面内,轨道上串联一电容器C(开始未充电).另一根质量为m的金属棒ab可沿导轨下滑,导轨宽度为L,在讨论的空间范围内有磁感应强度为B、方向垂直整个导轨平面的匀强磁场,整个系统的电阻可以忽略,ab棒由静止开始下滑,求它下滑h高度时的速度v.

                                                                      

                                                                      

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xOy平面内,导轨与竖直轴Y平行,其一端接有阻值为R的电阻。在y>O的一侧整个平面内存在着与xOy平面垂直的非均匀磁场,磁感应强度B随Y的增大而增大,B=ky,式中的k是一常量。一质量为m的金属直杆MN与金属导轨垂直,可在导轨上滑动。当t=0时金属杆MN位丁y=0处,速度为Ⅶ方向沿y轴的正方向。在MN向上运动的过程中,有一平行y轴的拉力F作用于金属杆MN上,以保持其加速度方向竖直向下,大小为重力加速度g。设除电阻R外,所有其他电阻都可以忽略。

问:(1)当金属杆的速度大小为时,同路中的感应电动势多大?

    (2)金属杆在向上运动过程中拉力F与时间t的关系如何?

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