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如图所示,光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线ab连接,杆电阻不计,导线电阻为R, ab间距离为2L,导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d,在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域,磁场的宽度为L,磁感强度为B,现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动,t=0导线从时刻O点进入磁场,直到全部穿过过程中,外力F所做功为 ( )
![]()
A.
B.
C.
D.
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如图甲,两光滑的平行导轨MON与PO/Q,其中ON、O/Q部分是水平的,倾斜部分与水平部分用光滑圆弧连接,QN两点间连电阻R, 导轨间距为L. 水平导轨处有两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ(分别是cdef和hgjk虚线包围区),磁场方向垂直于导轨平面竖直向上,Ⅱ区是磁感强度B0的恒定的磁场,Ⅰ区磁场的宽度为x0,磁感应强度随时间变化。一质量为m,电阻为R的导体棒垂直于导轨放置在磁场区中央位置,t=0时刻Ⅰ区磁场的磁感强度从B1大小开始均匀减小至零,变化如图乙所示,导体棒在磁场力的作用下运动的v-t图象如图丙所示。
(1)求出t=0时刻导体棒运动加速度a。
(2)求导体棒穿过Ⅰ区磁场边界过程安培力所做的功和将要穿出时刻电阻R的电功率。
(3)根据导体棒运动图象,求棒的最终位置和在0-t2时间内通过棒的电量。
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如图所示,水平放置的光滑金属长导轨MM,和NN,之间接有电阻R,导轨左、右两区域分别处在方向相反与轨道垂直的匀强磁场中,方向见图,设左、右区域磁场的磁感强度为B1和B2,虚线为两区域的分界线。一根金属棒ab放在导轨上并与其正交,棒和导轨的电阻均不计。金属棒在水平向右的恒定拉力作用下,在左面区域中恰好以速度为υ做匀速直线运动,则: ( )
A.若B2=B1时,棒进入右面区域中后先做加速运动,最后以速度
作匀速直线运动
B.若B2=B1时,棒进入右面区域中时仍以速度υ作匀速直线运动
C.若B2=2B1时,棒进入右面区域后先做减速运动,最后以速度
作匀速运动
D.若B2=2B1时,棒进入右面区域后先做加速运动,最后以速度4υ作匀速运动
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如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B。一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当K接1时W#W$W%.K**S*&5^U,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值R多大?
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落s的过程中所需的时间为多少?
(3)若在将ab棒由静止释放的同时,将电键K接到3。试通过推导说明ab棒此后的运动性质如何?求ab再下落距离s时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器还没有被击穿)
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如图所示,两根相距为L的金属轨道固定于水平面上,导轨电阻不计,一根质量为 m、长为 L、电阻为RW#W$W%.K**S*&5^U的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为 µ,棒与导轨的接触良好.导轨左端连有阻值为2 R 的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连.有 n 段方向竖直向下、宽度为a、间距为b的匀强磁场(a>b),磁感应强度为 B.金属棒初始位于 OO′处,与第一段磁场相距2 a.
(1)若金属棒有向右的初速度 v0,为使金属棒保持v0一直向右穿过各磁场,需对金属棒施加一个水平向右的拉力,求金属棒进入磁场前拉力F1 的大小和进入磁场后拉力 F2 的大小;
(2)在(1)的情况下,求金属棒从OO′开始运动到刚离开第 n 段磁场过程中,拉力所做的功;
(3)若金属棒初速度为零,现对棒施以水平向右的恒定拉力F,使棒穿过各段磁场,发现计算机显示出的电压随时间做周期性变化,如图所示.从金属棒进入第一段磁场开始计时,求整个过程中导轨左端电阻上产生的热量.
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如图所示,两根相距为L=2.0m的金属轨道固定于水平面上,导轨电阻不计,一根质量为m=1.0kg、长为L=2.0m、电阻为r=2.0Ω的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.20,棒与导轨的接触电阻不计。导轨左端连有阻值为R=4.0Ω的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连。有n段垂直导轨平面的宽度为c=3.0m,间距为d=2.0m的匀强磁场,磁感强度大小为B=1.0T,方向垂直纸面向里。金属棒初始位于OO′处,与第一段磁场相距s=6.0m。(g取10m/s2)
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(1)若金属棒向右的初速度v0=3.0m/s,为使金属棒保持匀速直线运动一直向右穿过各磁场,需对金属棒施加一个水平向右的拉力,求金属棒进入磁场前拉力F1的大小和进入磁场后拉力F2的大小;
(2)在(1)问的情况下,求金属棒OO′开始运动到刚离开第10段磁场过程中,拉力所做的功;
(3)若金属棒初速为零,现对棒施以水平向右的恒定拉力F=4.0N,使棒穿过各段磁场,发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化,图像如图所示(从金属棒进入第一段磁场开始计时,图中虚线与时间轴平行)。求金属棒每穿过一个磁场过程中回路中产生的焦耳热,以及金属棒从第10段磁场穿出时的速度。
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如图所示,水平放置的光滑金属长导轨MM′ 和NN′之间接有电阻R,导轨左、右两区域分别处在方向相反与轨道垂直匀强磁场中,方向如图所示,设左、右区域磁场的磁感应强度为B1和B2,虚线为两区域的分界线。一根金属棒ab放在导轨上并与其正交,棒和导轨的电阻均不计。金属棒在水平向右的恒定拉力作用下,在虚线左边区域中恰好以速度为v做匀速直线运动,导轨足够长,则可知( )
A.若B2=B1时, 棒进入右边区域中后先做加速运动,最后以速度v/2作匀速直线运动
B.若B2=B1时,棒进入右边区域中后先做加速运动,最后以速度2v作匀速直线运动
C.若B2=B1/2时,棒进入右边区域后先做加速运动,最后以速度2v作匀速运动
D.若B2=B1/2时,棒进入右边区域后先做加速运动,最后以速度4v作匀速运动
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如右图所示,光滑曲线导轨足够长,固定在绝缘斜面上,匀强磁场B垂直斜面向上,一导体棒从某处以初速度
沿导轨面向上滑出,最后又出处滑回到原处,导轨底端接有电阻R,其余电阻不计。下列说法正确的是
A.滑回到原处的速率小于初速度大小![]()
B.上滑所用的时间等于下滑所用的时间
C.上滑过程与下滑过程通过电阻R的电荷量大小相等
D.上滑过程通过某位置的加速度大小等于下滑过程中通过该位置的加速度大小
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如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B。在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=300,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力。
(1)为使导体棒b能沿导轨向下运动,a的速度v不能超过多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;
(3)在(2)中,当t=2s时,b的速度达到5.06m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。
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如图甲示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个2Ω的电阻R ,将一根质量m为0.4 kg的金属棒c d垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r大小为0.5Ω,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感强度B为1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.当棒的速度达到1 m/s时,拉力的功率为0.4w,此刻t=0开始计时并保持拉力的功率恒定,经一段时间金属棒达到稳定速度,在该段时间内电流通过电阻R做的功为1.2 J.试求:
(1)金属棒的稳定速度
(2)金属棒从开始计时直至达到稳定速度所需的时间
(3)当金属棒达到稳定速度后撤去拉力F ,金属棒滑行多远
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