如图,两根足够长的光滑金属导轨MN和PQ固定在绝缘水平面上,间距为L.每根导轨单位长度的电阻为r.导轨左

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-08
如图所示,有两根足够长的光滑金属导轨PQ和MN,固定在水平面上,相距为L,在两导轨之间分布着竖直向上的

(1)当金属棒ab和cd的加速度相同时,对它们构成的系统,根据牛顿第二定律,有:F=ma+2ma;解得加速度 a= F 3m ;(2)当金属棒ab的速度是金属棒cd的速度的2倍时,即v ab =2v cd ;对金属棒ab,由牛顿第二定律得 F- B 2 L 2 ( v ab - v cd ) 2R =ma ;联立解得: v cd = 4FR 3 B 2 L 2 ; v ab = 8FR 3 B 2 L 2 ;(3)对系统,由动量定理:Ft=mv ab +2mv cd ;得: t= 16mR 3 B 2 L 2 ;答:(1)金属棒ab和cd所具有的相同加速度的大小为 F 3m ;(2)当金属棒ab的速度是cd速度的2倍时,金属棒ab的速度大小为 8FR 3 B 2 L 2 ;(3)金属棒ab从静止开始运动达到(2)中所述状态时所经历的时间为 16mR 3 B 2 L 2 .

(1)设金属杆受安培力F A ,当金属杆达到最大速度时,杆受力平衡F Am =mgsinθ(2)当杆达到最大速度时,感应电动势为E m ,感应电流为 I m E m =BLV m 根据欧姆定律得: I m = BL v m R 由 F Am =BI m L B= F m I m L 解得 B= mgRsinθ v m L 2 (3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度为h由能量守恒 mgh= 1 2 m v m 2 +Q 得 h= m v 2m +2Q 2mg 答:(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小为mgsinθ;(2)磁感应强度的大小为 mgRsinθ v m L 2 ;(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度为 m v 2m +2Q 2mg .

(1)导体棒做匀加速直线运动为:v=at
感应电动势的表达式为:e=BLv=Blat        
回路中导轨的长度为:x=
1
2
at2

电阻随时间变化的表达式:Rt=R+2×
1
2
at2r=R+at2r;
(2)感应电流随时间变化的表达式:I=
e
Rt
=
BLat
R+at2r

由牛顿第二定律有:F-BIL=ma            
可得:F=ma+
B2L2at
R+at2r
=ma+
B2L2a
R
t
+atr

根据数学知识可知,当
R
t
=atr时,即t=


  • (14分)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为...
    答:(1) I =1A (2) (3) 8J 试题分析:(1) mgx sin a = mv 1 2 , v 1 = =4m/s(1分) = mg sin a , BL =1Tm(1分) BIL = mg sin a , I =1A (1分)(2)设经过时间 t 1 ,金属棒cd也进入磁场,其速度也为 v 1 ,金属棒cd在...
  • 如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为d,其电阻不计,两...
    答:解:(1)烧断细线前拉力设为 ,则 烧断细线后,对ab棒,设此时ab棒所受安培力的大小为 ,由牛顿第二定律得: 同时,设cd棒此时所受安培力的大小为 ,由牛顿第二定律得: 且 由以上各式解得: ;(2)当ab棒和cd棒加速度为零时,速度均达最大, 设此时ab棒和cd棒的速度...
  • 如图甲所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的...
    答:解:(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动)(1)感应电动势E=BLv 感应电流I= ab杆所受的安培力F 安 =BIL= F-mgsinθ- =ma 当a=0时,速度v达最大,保持不变,杆做匀速运动v= 结合v-F图象知:斜率k= ,横轴上截距c=mgsinθ=2代入数据解得B...
  • (2011?闵行区二模)如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定...
    答:(1)通过R的电流I=ER+r=BLvR+r,由题意,通过R的电流I随时间均匀增大,则知杆ab的速度v随时间均匀增大,杆的加速度为恒量,故金属杆做匀加速运动. (2)杆所受的安培力大小为 FA=BIL=BBLvR+rL=B2L2vR+r对杆,根据牛顿第二定律有:F+mgsinθ-FA=ma,将F=0.5v+2代入得:2+mgs...
  • 如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上,导...
    答:(1)设磁场宽度为 d=CE,在0-0.2s的时间内,有:E=△Φ△t,E=△B△tLd=5×0.6×0.2V=0.6V此时,R1与金属杆r并联,再R2与串联,回路的总电阻为:R=R并+R2=1+1=2Ω则电压表的示数为:U=ERR并=0.62×1V=0.3V(2)金属杆进入磁场后,有:I′=UR1+UR2=0.45AFA=BI′L=...
  • 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离为L.其电阻不计...
    答:(1)据题分析可知:cd杆沿斜面向下先做加速运动,后做匀速运动,回路中产生的感应电流先增大后不变,则ab杆所受的培力先增大直到不变,所以开始时F最小,cd匀速运动时F最大.先以ab杆为研究对象,由平衡条件得: F的最小值为 Fmin=mgsinθ=mgsinθcd杆匀速运动时,以两杆整体为研究对象,由...
  • (2014?安阳一模)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l...
    答:v=2IRBl=2×1×0.010.2×0.5m/s=0.2m/s设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律可知:Q=I2Rt则得:t=QI2R=0.112×0.01s=10s在时间t内,棒ab沿导轨的位移:x=vt 力F做的功:W=Fx=Fvt=0.2×0.2×10J=0.4J答:(1)通过cd棒的电流I是1A,方向d→c.(2)棒ab受到的...
  • 如左图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN,PQ平行放置在倾角为θ的
    答:(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动)(2)感应电动势E=BLv 感应电流I=E/R ab杆所受的安培力F安=BIL=B2L2v/R F-mgsin θ-B2L2v/R=ma 当a=0时,速度v达最大,保持不变,杆做匀速运动.v=R/B2L2 *F-mgsin θR/B2L2 结合v­F图象知:斜率k=...
  • 如图所示,两根足够长她光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=d.5m,其电阻不...
    答:(1)金属棒cd受到的安培力:地cd=BI图,金属棒cd静止处于平衡状态,由平衡条件得:地cd=mg4in30°,即:BI图=mg4in30°,电流为I=mg4in3z°B图=0.0七×10×0.50.七×0.5=1A;由右手定则可知,通过ab棒的电流由a流向b,则金属棒cd中的电流方向由d至c;(七)金属棒ab与cd受到的安培...
  • (9分)两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为 ,其电阻不计,两导轨及...
    答:2 Rt (1分)设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律可知 (1分)根据运动学公式可知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移 x=vt 则力F做的功W=Fx (1分)联立以上各式,代入数值解得:W="0.4" J (1分)