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(2009•南通模拟)如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值R=3Ω的定值电阻.在水平

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/30 19:00:19
(2009•南通模拟)如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值R=3Ω的定值电阻.在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.5m.导体杆a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=6Ω;导体杆b的质量mb=0.6kg、电阻Rb=3Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当a杆刚穿出磁场时b杆正好进入磁场.重力加速度为g=10m/s2.(不计a、b之间的作用)求:
(1)在整个过程中,a、b两杆完全穿出磁场区克服安培力分别做的功;
(2)设a、b杆在磁场中的运动速率分别为va和vb,则
v
(1)因a、b杆在磁场中做匀速运动,设a杆克服安培力做功Wa
由动能定理可得:magd-Wa=△Ek=0…①
解得:Wa=magd=0.2×10×0.5J=1J…②
同理设b杆克服安培力做功Wb,由动能定理得:
   mbgd-Wb=△Ek=0…③
解得:Wb=mbgd=0.6×10×0.5J=3J…④
(2)当a杆以速度va在磁场中匀速运动时,回路的
总电阻为R1=Ra+
R•Rb
R+Rb=7.5Ω …⑤
a杆中产生感应电动势为:Ea=BLva…⑥
a杆产生感应电流为:Ia=
Ea
R1…⑦
由a杆做匀速运动有:BIaL=mag…⑧
由⑤⑥⑦⑧可得:
B2L2va
R1=mag…⑨
同理b杆以速度vb在磁场中匀速运动时,回路总电阻为R2=Rb+
R•Ra
R+Ra=5Ω…⑩
b杆中产生感应电动势为:Eb=BLvb…(11)
b杆产生感应电流为:Ib=
Eb
R2…(12)
由b杆做匀速运动有:BIbL=mbg…(13)
由⑩、(11)、(12)、(13)可得:
B2L2vb
R2=mbg…(14)
由⑨(14)可得:
va
vb=
ma
mb•
R1
R2=
1
2…(15)
(3)设a杆在磁场中运动历时为t,由题有:
  d=va•t…(16)
  vb=va+gt…(17)
结合(15)式va=
1
2vb
解得:vb=
20m/s…(18)
依vb2=2ghb得:hb=
vb2
2g=1m…(19)
联立(15)(18)式解得:va=
1
2vb=
5m/s…(20)
所以:ha=
va2
2g=
1
4m…(21)
答:
(1)在整个过程中,a、b两杆完全穿出磁场区克服安培力分别做的功为1J和3J;
(2)设a、b杆在磁场中的运动速率分别为va和vb,则
va
vb的值为
1
2.
(3)M点和N点距水平虚线L1的高度是
1
4m.
(2009•南通模拟)如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值R=3Ω的定值电阻.在水平 如图.两根平行的,电阻忽略不计的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为R=3Ω的定值电阻.在水平虚线L1,L2间有一与导 如图所示,电阻忽略不计的两根足够长平行光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的电阻R.在水平虚线L1、L2间有一与导 .如图所示,[匀速运动.]电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的电阻R. 如图所示,竖直放置的平行光滑金属导轨(电阻不计),上端接一阻值为R的电阻,电阻值为2R的金属棒ab与导轨接触良好,整个装 (2011•上海二模)如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻不计 两根粗糙的金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计.匀强磁场垂直于斜 高二物理 电磁两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨的电阻可忽略不计,斜面处在一匀强磁 两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ,一端接有阻值为R的电阻,处于竖直向下的匀强磁场中.在导轨上垂直导轨跨放质 如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距为L,上端接有两个定值电阻R1、R2,已知R1=R2=2 (2012•湛江一模)如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R的电阻,两导轨相距为L, 如图所示,两根平行光滑金属导轨放置在水平面没,其左端接一点值电阻R,导轨间距为L,质量为m的导体棒垂直放在导轨上,整个装