電磁感應(yīng)滑桿問題-wenkub
2023-04-09 06:22:46 本頁面
【正文】 離；在該過程中通過ab的電荷量.解析：該題是一道考察電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律及力學(xué)有關(guān)知識的綜合題，解題的關(guān)鍵是要正確分析金屬桿的運動及受力的變化情況。此時棒所受的安培力：，所以棒的加速度為 由以上各式，可得 。在t=0時刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)。、是質(zhì)量均為電阻均為R的金屬棒，現(xiàn)讓從離水平軌道高處由靜止下滑，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。③、受安培力作用，動量均發(fā)生變化，由動量定理得：設(shè)導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量是棒gh的質(zhì)量的2倍。例題10. 圖中和為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌所在的平面(紙面)向里。F為作用于金屬桿上的豎直向上的恒力。兩金屬桿都要受到安培力作用，作用于桿的安 培力為 ③ 方向向上，作用于桿的安培力 方向向下。不計導(dǎo)軌電阻和一切摩擦。導(dǎo)軌在水平方向上受到外力F、水平向左的安培力F1和滑動摩擦力F2，則，即以PQ棒為研究對象，PQ靜止，在豎直方向上受重力mg、豎直向上的支持力N和安培力F3，則，得，將F1和F2代入解得，得(2)設(shè)導(dǎo)軌從開始運動到達(dá)到最大速度的過程中，移動的距離為S，在這段過程中，經(jīng)過的時間為t,PQ棒中的平均電流強度為I1，QPbC回路中的平均感應(yīng)電動勢為E1，則，得。整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中?！ ”绢}答案為AD。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，導(dǎo)軌寬為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，金屬桿單位長度的電阻為r。 ?。?）回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值； 【解析】設(shè)撞擊后小球反彈的速度為，金屬桿的速度為，根據(jù)動量守恒定律， ， ⑤其中是兩桿速度大小相等時的速度，根據(jù)動量守恒定律，所以，代入⑤式得Q= 金屬桿、速度方向都向右，根據(jù)右手定則判斷、產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在回路中方向相反，所以感應(yīng)電動勢為，電流為，安培力為,所以受到的安培力大小為F=。導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2。已知兩桿運動到圖示位置時，已勻速向上運動，求此時作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率。4. 如圖，在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距離為l，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度的大小為B，兩根金屬桿2擺在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，它們的質(zhì)量和電阻分別為mm2和RR2，兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，已知：桿1被外力拖動，以恒定的速度v0沿導(dǎo)軌運動；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運動，導(dǎo)軌的電阻可忽略，求此時桿2克服摩擦力做功的功率。磁感強度B=。經(jīng)過t=，問此時甲、乙兩金屬桿速度vv2及它們之間的距離是多少？ ① ② ③由①②③三式解得：對乙： ④ 得又 ⑤ 得6. 如圖，水平平面內(nèi)固定兩平行的光滑導(dǎo)軌，左邊兩導(dǎo)軌間的距離為2L，右邊兩導(dǎo)軌間的距離為L，左右部分用導(dǎo)軌材料連接，兩導(dǎo)軌間都存在磁感強度為B、方向豎直向下的勻強磁場。當(dāng) a1=2a2時，（v12v2）不變，F(xiàn)F2也不變，兩棒以不同的加速度勻加速運動。則對于ab棒由動量守恒：BILt＝2mv′ 即：BLQ＝2 mv′…………………………………………………………………………………④同理，對于cd棒：－BILt＝mv′－mv0 即： BLQ＝m（v0v′）………………………⑤由④⑤ 兩式得：…………………………………………………………………⑥設(shè)整個過程中ab和cd的相對位移為S，由法拉第電磁感應(yīng)定律得： …………………………………………………………………………⑦ 流過ab的電量：………………………………………………………………⑧由⑥⑦⑧兩式得：…………………………………………………………………⑨評分標(biāo)準(zhǔn)：①⑥式各3分，②③⑨式各2分，④⑤⑦⑧式各1分，共16分。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長，電阻不計?！ 。?）細(xì)繩剛要被拉斷時，cd棒下落的高度h。現(xiàn)直導(dǎo)線ab在平行于導(dǎo)軌向上的恒定拉力作用下沿導(dǎo)軌向上勻速運動，直導(dǎo)線cd處于靜止?fàn)顟B(tài)，求作用在ab上的恒定拉力的功率。ab、cd是橫放在導(dǎo)軌上的直導(dǎo)線，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R。兩根質(zhì)量均為0．04kg、電阻均為0．5Ω的可動金屬棒ab和cd都與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌下端連接阻值為1Ω的電阻R，金屬棒ab用一根細(xì)繩拉住，細(xì)繩允許承受的最大拉力為0．64N。上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強磁場。（1）現(xiàn)把金屬棒ab鎖定在導(dǎo)軌的左端，如圖甲，對cd施加與導(dǎo)軌平行的水平向右的恒力F，使金屬棒cd向右沿導(dǎo)軌運動，當(dāng)金屬棒cd的運動狀態(tài)穩(wěn)定時，金屬棒cd的運動速度是多大？（2）若對金屬棒ab解除鎖定，如圖乙，使金屬棒cd獲得瞬時水平向右的初速度v0，當(dāng)它們的運動狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定的過程中，流過金屬棒ab的電量是多少？整個過程中ab和cd相對運動的位移是多大？⑴當(dāng)cd棒穩(wěn)定時
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