題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,兩平行的光滑金屬導軌間距為l、足夠長且電阻忽略不計,導軌平面的傾角為α,勻強磁場的寬度為d,磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直.長度為2d的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置,總質(zhì)量為m,置于導軌上.導體棒中通以大小恒為I的電流(由外接恒流源產(chǎn)生,圖中未畫出恒流源).線框的邊長為d(d<1),總電阻為R,下邊與磁場區(qū)域上邊界重合.將裝置由靜止釋放,導體棒運動到磁場下邊界時速度恰好減為0,導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直.重力加速度為g.
求:(1)導體棒剛進入磁場時的速度;
(2)裝置從釋放到速度為0的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)簡要描述導體棒速度第一次減為0之后的運動.
(18分)如圖所示,兩根正對的平行金屬直軌道MN、M´N´位于同一水平面上,兩軌道之間的距離l=0.50m。軌道的MM´端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻,NN´端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N´P´平滑連接,兩半圓軌道的半徑均為R0=0.50m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度B=0.64 T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d=0.80m,且其右邊界與NN´重合,F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.20kg、電阻r=0.10Ω的導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s=2.0m處。在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開始運動,當運動至磁場的左邊界時撤去F,結(jié)果導體桿ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP´。已知導體桿ab在運動過程中與軌道接觸良好,且始終與軌道垂直,導體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,軌道的電阻可忽略不計,取g=10m/s2,求:
(1)導體桿剛進入磁場時,通過導體桿上的電流大小和方向;
(2)導體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量;
(3)導體桿穿過磁場的過程中整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
如圖13所示,兩根正對的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上,兩軌道之間的距離l=0.50m。軌道的MM′端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻,NN′端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接,兩半圓軌道的半徑均為R0=0.50m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度B=0.64 T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d=0.80m,且其右邊界與NN′重合。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.20kg、電阻r=0.10Ω的導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s=2.0m處。在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開始運動,當運動至磁場的左邊界時撤去F,結(jié)果導體桿ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP′。已知導體桿ab在運動過程中與軌道接觸良好,且始終與軌道垂直,導體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,軌道的電阻可忽略不計,取g=10m/s2,求:
(1)導體桿剛進入磁場時,通過導體桿上的電流大小和方向;
(2)導體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量;
(3)導體桿穿過磁場的過程中整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
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