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如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MNPQ,导轨间距离为L,导轨的电阻忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量分别为的两根金属杆ab跨搁在导轨上,接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接,右端被固定。开始时a杆以初速度向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值,此过程中a杆产生的焦耳热为Q,两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触。求当b杆达到最大速度
(1)b杆受到弹簧的弹力。
(2)弹簧具有的弹性势能。
(1)
(2)
(1)设某时刻ab杆速度分别为v,经过很短的时间a杆移动距离为b杆移动距离为,回路面积改变量
由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势
[或直接写为]
回路中的电流
b杆受到的安培力
b杆的速度达到最大值时,b杆的加速度为0,设此时b杆受到的弹簧弹力为,由牛顿第二定律得
联立以上各式解得
(2)以ab杆和弹簧为研究对象,设弹簧弹性势能为,由能量转化与守恒定律
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为,匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里,磁感应强度的大小为B,两根金属杆1、2摆在导轨上,与导轨垂直,它们的质量和电阻分别为,两杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为,已知:杆1被外力拖动,以恒定的速度沿导轨运动;达到稳定状态时,杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨的电阻可忽略,求此时杆2克服摩擦力做功的功率。
      

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,光滑的导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为T,磁场方向垂直导轨平面向外,导体棒m,电阻Ω,导轨的电阻不计,当导体棒紧贴导轨匀速下滑时,均标有“6V 3W”字样的两小灯泡恰好正常发光,求

1、的运动速度;
2、电路的电功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为,流过灯泡A的电流为,且,在时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的哪一个( )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两根足够长固定平行金属导轨位于倾角的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R = 20Ω的电阻,导轨电阻忽略不计,导轨宽度L =2m,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。质量m="0." l kg、连入电路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,当金属棒ab下滑高度h=3m时,速度恰好达到最大值v=2m/s,金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触。g取10.求:
(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量。
(2)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,一个闭合矩形金属线圈abcd从一定高度释放,且在下落过程中线圈平面始终在竖直平面上。在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中,取线圈dc边刚进磁场时t=0,则描述其运动情况的图线可能是图乙中的()

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图甲,正方形线框处在垂直线框平面的匀强磁场中,现使磁感应按余弦规律变化,如图乙所示,磁场方向及感应电流的方向按图甲所示方向为正,则下列说法正确的是(      )
A  t=0时刻,线框各边均不受磁场的安培力
B  t=t1时刻,线框中的磁通量最大,感应电流为0
C  t=t2时刻,线框中感应电流方向为正
D  t3—t4时间内,线框中的电流方向为正,且正在减弱。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有足够长的平行金属导轨,电阻不计,导轨光滑,间距.现将导轨沿与水平方向成角倾斜放置.在底部接有一个的电阻.现将一个长为、质量、电阻的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下,经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中(如图12-17所示).磁场上部有边界,下部无边界,磁感应强度.金属棒进入磁场后又运动了后开始做匀速直线运动,在做匀速直线运动之前这段时间内电阻R上产生了的内能().求:

(1)金属棒进入磁场后速度时的加速度a的大小及方向;
(2)磁场的上部边界距顶部的距离S.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,如果用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持电流I恒定,则可以验证UH随B的变化情况.以下说法中错误的是(  )
A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时,UH将变大
B.在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平
C.在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平
D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,UH将发生变化

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