两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L.导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l 。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd

要使两导体棒不接触,说明a追上c时,二者刚好达到共速。
设共速为V
因为无摩擦地滑行,把安培力看成内力,以ac闭合回路这个系统为研究对象,则这个系统外力为0,符合动量守恒定律。
根据动量守恒定律有:mV0=2mV
得V=½V0
设开始的距离为X
则a追上c时,整个闭合回路磁通量改变量为Ф=BLX
所以感应电动势E=Ф/t=BLX/t
平均电流I=E/R=BLX/tR
所以平均安培力F=BIL=B²L²X/tR
用右手左手判断,ab的安培力方向向左,cd向右。
以ab或cd为研究对象(任取一个)
跟动量定理有:ab:-Ft=mV-mVo 或cd:Ft=mV
代入F,消掉t,有:B²L²X/R=½V0,得X=V0R/2B²L²

(1)由法拉第电磁感应定律,棒PQ产生的电动势E=Blv0①则回路产生的电流大小I=Blv02R②(2)棒PQ和MN在运动过程中始终受到等大反向的安培力,系统的动量守恒,得mv0=mv1+2m?v04③由能量守恒定律,回路中产生的焦耳热为Q=12mv20?12mv21?122m(v04)2④解得Q=516mv20⑤(3)回路中的电流始终保持为I0,则棒PQ和MN所受的安培力大小保持不变.若d足够长,则棒PQ先向右匀减速运动再向左匀加速运动,返回轨道左端时速度大小仍为v0,而这个过程棒MN一直向右匀加速运动,由动量守恒定律得mv0=m(?v0)+2mv′2⑥设这个过程棒MN的位移为x,由动能定理得I0Blx=122mv′ 22⑦解得x=mv20I0Bl⑧讨论:①当d<mv20I0Bl时,棒MN在导轨上一直向右匀加速运动直到脱离导轨,由动能定理得I0Bld=122mv2解得MN棒脱离导轨时的速度v=I0Bldm⑨②当d≥mv2</di

(1)
(2)

  • ...两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为...
    答:(1)从开始到两棒达到相同速度v的过程中,两棒的总动量守恒,有 mv0=2mv,得v=12v0根据能量守恒定律,整个过程中产生的焦耳热 Q=12mv20?12(2m)v2=14mv20在运动中产生的焦耳热最多是14mv20(2)设ab棒的速度变为34v 0时,cd棒的速度为v',则由动量守恒可知mv0=m34v0+mv′解得v...
  • (2014?和平区一模)如图所示,两根足够长的固定的平行粗糙金属导轨位于倾 ...
    答:根据能量守恒,有:mgh=fhsin30°+12mv2+Q总,此过程R2中产生的焦耳热为:Q2=Q总4代入数据可得:Q2=511J答:(l)在金属棒ab速度达到最大时电阻R1上消耗的功率为0.033W.(2)在金属棒ab从静止达到速度最大的过程中,导轨下端电阻R2中产生的焦耳热为511J.
  • 如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定放置于水平面内,导轨平面处于竖 ...
    答:(1)导体棒L 1 的速度:v=at,感应电动势E=BLv=BLat,电流I 1 = E R 总 , R 总 = R? R 2 R+ R 2 + R 1 =4.5Ω,对导体棒L 1 :F-μmg-F 安1 =ma得 F-μmg-BI 1 L=ma联立以上工各式得 F=0.45+0.04t(2)对导体棒L 2 :...
  • (18分)如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 的斜面上,导轨电 ...
    答:(1)由a流向b;(2) ;(3) ; 试题分析:(1)由右手定则可以判断电流方向由a流向b(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大摩擦力,设其为F max ,有 ①设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有 ②设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆...
  • (2014?天津)如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的...
    答:(1)由右手定则可知,电流由a流向b;(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,由平衡条件得:Fmax=m1gsinθ,ab刚好要上滑时,感应电动势:E=BLv,电路电流:I=ER1+R2,ab受到的安培力:F安=BIL,此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件得:F安=m1gsinθ+...
  • 如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定放置在同一水平面上.其左端接...
    答:在拉力F的作用下,当金属棒的速度是v时,产生的电动势:E=BLv,感应电流:I=ER,安培力:F安=BIL=B2L2vR金属杆克服安培力做功的功率:P=Fv=B2L2R?v2,即金属杆克服安培力做功的功率与速度的平方成正比,只有选项D正确.故选:D
  • 如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0...
    答:(1)由图示图象可知,金属杆的加速度:a=△v△t=410=0.4m/2,t=10s时,金属杆的速度v=4m/s,金属杆受到的安培力:FB=BIL=B2L2vR=0.52×0.22×41=0.04N,由牛顿第二定律得:F-FB=ma,解得,拉力F=0.24N;(2)10s时的发热功率:P=E2R=B2L2v2R=0.52×0.22×421=0.16W...
  • 在线等,如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30 的...
    答:三,由能量守恒得,损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的电热之和 即m2gxsinθ=Q总+1/2m2v2
  • (18分)两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间...
    答:(1) (2) 方向沿斜面向下 试题分析:(1)cd杆保持静止,则杆所受安培力 ① (2分)设ab杆所受的拉力为F,则对ab杆,有 ②(2分)设ab杆的速度为v 0 ,则回路中的感应电流 ③(2分)拉力做功的功率 ④(1分)联立解得拉力做功的功率 ⑤(2分)(2)开始...
  • 如图所示,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为...
    答:解:(1)设a的速度为v 1 ,由于b初态速度为零,则 ① 对b: ② F A <mgsinθ ③ 将①②式代入③式得v 1 <10 m/s ④ (2)设a的速度为v 1 ,b的速度为v 2 ,回路电流为I则 ⑤ 对a:mgsinθ+F A =F,即 ⑥ 代入数据得 设b的最大速度为v m ,则有 ...