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如圖甲所示,傾角θ、足夠長的粗糙絕緣斜面固定在水平面上,斜面內(nèi)分布著垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場,邊界l1與l2之間為區(qū)域Ⅰ,l2下方為區(qū)域Ⅱ,磁場B、B大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示。U形導(dǎo)體框GMNH上端D為某種自動開關(guān)(初始時(shí)處于閉合狀態(tài)),光滑金屬棒a、b置于圖示導(dǎo)體框上,各邊界、金屬棒、MN與斜面底邊平行,導(dǎo)體框、金屬棒始終接觸良好,l1、MN間距足夠大。t=0時(shí),由靜止釋放導(dǎo)體框和金屬棒a、b,此后a進(jìn)入l1并開始勻速運(yùn)動,當(dāng)a離開l2時(shí),b恰好進(jìn)入l1并開始勻速運(yùn)動。b在t0時(shí)刻勻速通過l2時(shí),開關(guān)D斷開(忽略t0時(shí)刻磁場區(qū)域的突變對桿運(yùn)動的影響),此時(shí)導(dǎo)體框速度與a進(jìn)入l1的速度相等。已知:金屬棒a、b和導(dǎo)體框(含D)的質(zhì)量分別為m、2m、2m,金屬棒a、b的電阻均為R(其余電阻不計(jì)),導(dǎo)體框間距和金屬棒的長度都為L,重力加速度g、B均已知,t0未知。求:
(1)金屬棒a、b先后在磁場Ⅰ中勻速的速度大??;
(2)磁場區(qū)域Ⅰ的寬度以及導(dǎo)體框與斜面的摩擦因數(shù);
(3)在t0以后,定量計(jì)算并判斷金屬棒a、b是否會發(fā)生碰撞。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:52引用:1難度:0.2
相似題
  • 1.如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場,磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長、電阻忽略不計(jì)。
    (1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
    (2)斷開S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。

    發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:3183引用:16難度:0.5
  • 2.如圖所示,足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面呈θ角,其中MN與PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好,ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R,當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x時(shí),棒的速度大小為v.則在這一過程中( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:81引用:3難度:0.7
  • 3.2022年6月,我國首艘完全自主設(shè)計(jì)建造的航母“福建艦”下水亮相,除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外,電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一,其原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機(jī)著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡化原理:艦載機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動力系統(tǒng),通過絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機(jī)共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。已知艦載機(jī)質(zhì)量為M,金屬棒質(zhì)量為m,接入導(dǎo)軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進(jìn)入磁場。軌道端點(diǎn)MP間電阻為R,不計(jì)其它電阻。平行導(dǎo)軌MN與PQ間距L,軌道間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。除安培力外艦載機(jī)系統(tǒng)所受其它阻力均不計(jì)。求:
    (1)艦載機(jī)和金屬棒一起運(yùn)動的最大加速度a;
    (2)艦載機(jī)減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab;
    (3)艦載機(jī)減速過程通過的位移x的大小。

    發(fā)布:2024/12/29 23:0:1組卷:216引用:4難度:0.4
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