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光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m的金属棒ab,左端连接有一电容为C的电容器,现给棒一个初速v0,使棒始终垂直框架并沿框架运动,如图所示。求导体棒的最终速度。


解析:

当金属棒ab做切割磁力线运动时,要产生感应电动势,这样,电容器C将被充电,ab棒中有充电电流存在,ab棒受到安培力的作用而减速,当ab棒以稳定速度v匀速运动时,有:BLv=UC=q/C

而对导体棒ab利用动量定理可得:-BLq=mv-mv0

由上述二式可求得:

〖点评〗感应电流通过直导线时,直导线在磁场中要受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BLI。在时间△t内安培力的冲量,式中q是通过导体截面的电量。利用该公式解答问题十分简便.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网水平固定的光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m的金属棒ab,左端连接有一阻值为R的电阻(金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.现给棒一个初速v0,使棒始终垂直框架并沿框架运动,
(1)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量
(2)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求棒通过的位移
(3)如果将U型金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器,其他条件不变,如图所示.求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量(不计电路向外辐射的能量)

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科目:高中物理 来源: 题型:

水平固定的光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m的金属棒ab,左端连接有一阻值为R的电阻(金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.现给棒一个初速度v0,使棒始终垂直框架并沿框架运动.则

(1)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量.

(2)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求棒通过的位移.

(3)如果将U型金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器,其他条件不变,如题25图所示.求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量(不计电路向外辐射的能量).

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科目:高中物理 来源:2010年重庆市部分县市高三第三次诊断考试(理科综合)物理部分 题型:计算题

(19分)
水平固定的光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m的金属棒ab,左端连接有一阻值为R的电阻(金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.现给棒一个初速度v0,使棒始终垂直框架并沿框架运动.则
(1)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量.
(2)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求棒通过的位移.
(3)如果将U型金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器,其他条件不变,如题25图所示.求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量(不计电路向外辐射的能量).

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科目:高中物理 来源:2010年重庆市部分县市高三第三次诊断考试(理科综合)物理部分 题型:计算题

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水平固定的光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m的金属棒ab,左端连接有一阻值为R的电阻(金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.现给棒一个初速度v0,使棒始终垂直框架并沿框架运动.则

(1)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量.

(2)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求棒通过的位移.

(3)如果将U型金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器,其他条件不变,如题25图所示.求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量(不计电路向外辐射的能量).

 

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