法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-09-05 11:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？ (3)在 第 (1)小題的條件下，當(dāng)桿 ab 運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)突然撤去拉力，則電阻 R1上還能產(chǎn)生多少熱量？ 【變式訓(xùn)練】 1－ 1 如圖甲所示， P、 Q 為水平面內(nèi)平行放置的金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為 d，處在大小為 B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一根質(zhì)量為 m、電阻為 r 的導(dǎo)體棒 ef 垂直于 P、 Q 放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒 ef 與 P、 Q 導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 M 的正方形金屬框 abcd，邊長(zhǎng)為 L，每邊電阻均為 r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)， ab 邊水平，線框的 a、 b 兩點(diǎn)通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在大小為 B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金 屬框下半部分處在大小也為 B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì) a、b 點(diǎn)的作用力．現(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌水平牽引導(dǎo)體棒 ef 向左運(yùn)動(dòng)，從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，懸掛金屬框的細(xì)線拉力 T 隨時(shí)間的變化如圖乙所示．求： 【例 2】如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距 l＝ m，導(dǎo)軌平面與水平面成 θ＝ 30176。角，下端通過(guò)導(dǎo)線連接阻值 R＝ Ω的電阻．金屬棒 ab 阻值 r＝ Ω，質(zhì)量 m＝ kg，放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．其余部分電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于 垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．取 g＝ 10 m/s2. (1) 若磁場(chǎng)是均勻增大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在開(kāi)始計(jì)時(shí)即 t＝ 0 時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0＝ T，為保持金屬棒靜止，作用在金屬棒上平行斜面向上的外力 F 隨時(shí)間 t 變化的規(guī)律如圖乙所示，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系． 5 (2)若磁場(chǎng)是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為 B1 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，通過(guò)額定功率 P＝ 10 W 的小電動(dòng)機(jī)對(duì)金屬棒施加平行斜面向上的牽引力，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) 8s/7，電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率，此后電動(dòng)機(jī)功率保持不變，金屬棒運(yùn)動(dòng)的 v－ t 圖象如圖丙所示．試求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B1的大小和小電動(dòng)機(jī)剛達(dá)到額定功率時(shí)金屬棒的速度 v1的大??？ 【變式訓(xùn)練】 2－ 1 如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為 l，左側(cè)接一阻值為 R 的電阻．區(qū)域 cdef 內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為 m，電阻為 r 的金屬棒 MN 置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到 F＝ ＋ (N)(v為金屬棒速度 )的水平外力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大． (已知： l＝ 1 m， m＝ 1 kg， R＝ Ω， r＝ Ω， s＝ 1 m) (1)分析并說(shuō)明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)； (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小； (3)若撤去外力后棒的速度 v 隨位移 x 的變化規(guī)律滿足 v = v0 B2l2x/m(R+r) 且棒在運(yùn)動(dòng)到
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