如圖所示,水平面上有一光滑矩形金屬軌道,間距為l1,左側(cè)有一恒流源,電流I=5A。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),向右為正方向建立x軸,垂直x軸方向建立y軸,在x=0m至x=0.45m的軌道區(qū)間Ⅰ存在豎直向上的磁場(chǎng)B1(圖中未畫出),此磁場(chǎng)沿x軸正方向的變化規(guī)律為B1=kx,沿y軸方向磁感應(yīng)強(qiáng)度不變。磁場(chǎng)右側(cè)M,N兩處用光滑絕緣材料連接,右側(cè)軌道上放置了一個(gè)“”形質(zhì)量為m的金屬框edcf,其中ed,cf邊長度均為l2。cd邊垂直導(dǎo)軌,長度為l1,電阻阻值為r=0.1Ω;在金屬框右側(cè)長為l3,寬為l1的區(qū)域Ⅱ存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=0.25T的勻強(qiáng)磁場(chǎng);軌道最右端接一個(gè)阻值R=0.06Ω的電阻?,F(xiàn)質(zhì)量也為m,長度為l1的金屬棒ab在磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí),受到水平向右的恒力F=0.05N,由靜止從x=0m處開始運(yùn)動(dòng),ab棒離開磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域時(shí)立刻撤去恒力F。金屬棒ab與“”形金屬框edcf相碰后會(huì)粘在一起形成閉合導(dǎo)體框abcd,閉合導(dǎo)體框abcd滑出磁場(chǎng)Ⅱ區(qū)域后可和右側(cè)的固定彈性墻K發(fā)生彈性碰撞。整個(gè)滑動(dòng)過程ab始終和軌道垂直且接觸良好。已知m=0.01kg,l1=0.2m,l2=0.08m,l3=0.24m,除已給電阻外其他電阻均不計(jì)。若導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)到x=0.45m處時(shí)剛好勻速,求:(提示可以用F-x圖像與x軸所圍的“面積”代表力F做的功)
(1)B1=kx里的k;
(2)閉合導(dǎo)體框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ時(shí)的速度v1;
(3)最終ab棒會(huì)停止在距離磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ右邊緣多遠(yuǎn)處。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/19 8:0:9組卷:46引用:1難度:0.2
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1.如圖所示,電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成,窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi),AB、CD等長且與EF、GH均相互平行,BE、GD等長、共線,且均與AB垂直,窄軌間距為
,寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置,a棒從AB段某位置以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn),寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是( ?。?/h2>L2發(fā)布:2024/12/20 1:30:2組卷:337引用:3難度:0.3 -
2.如圖所示,兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,邊長為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無初速度釋放,在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導(dǎo)體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時(shí)的速度大小均為v=
,忽略空氣阻力,導(dǎo)體框在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則( ?。?/h2>2gh2發(fā)布:2024/12/19 8:30:1組卷:347引用:2難度:0.4 -
3.某校物理學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)英國偉大的物理學(xué)家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩,在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí),圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上,在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿,與導(dǎo)軌交于M、N兩點(diǎn),且MN間的距離為L0,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長度的電阻均為R0。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在外力作用下,導(dǎo)體棒由MN處運(yùn)動(dòng)到虛線位置(導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直),該過程中導(dǎo)體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/20 12:0:2組卷:78引用:1難度:0.4
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