如圖甲所示,兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ傾斜固定放置,所在斜面與水平面夾角為θ=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì),間距L=2m,兩導(dǎo)軌上端連接阻值R=2Ω的電阻。自兩導(dǎo)軌頂端開(kāi)始,分布著一系列垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……,所有磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰磁場(chǎng)區(qū)域間的距離都為d=1m。規(guī)定垂直于導(dǎo)軌平面向上為磁場(chǎng)正方向,區(qū)域Ⅰ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,其它磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化,但它們的大小不等。t=0時(shí)刻,放置于區(qū)域Ⅰ上端邊緣的導(dǎo)體棒,在垂直導(dǎo)體棒且與導(dǎo)軌平行的恒力作用下從靜止開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng),恒力的大小為F=60N,導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=1kg、阻值r=2Ω,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終和導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)體棒在t=0.3s時(shí)離開(kāi)區(qū)域Ⅰ中的磁場(chǎng),此時(shí)撤去恒力,導(dǎo)體棒繼續(xù)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。已知在有磁場(chǎng)區(qū)域?qū)w棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=33,無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)w棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=8315,導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ…內(nèi)的運(yùn)動(dòng)都為勻速運(yùn)動(dòng),最終穿過(guò)某個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域后停下。g取10m/s2,求:
(1)t=0.3s時(shí)導(dǎo)體棒的速度大??;
(2)導(dǎo)體棒穿過(guò)的磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù);
(3)導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)的最后一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?br />(4)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱。
3
3
8
3
15
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題;信息的傳遞(初中);閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:135引用:1難度:0.4
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1.半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定,電阻忽略不計(jì)。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>2R),其單位長(zhǎng)度電阻值為r。圖(a)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn),t=0時(shí)刻起,從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng),棒始終與速度方向垂直。圖(b)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn),t=0時(shí)刻起,以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過(guò)180°,角速度為ω;導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面時(shí)與環(huán)接觸良好。
(1)分析說(shuō)明圖(a)中導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)體棒的電流變化情況;
(2)求圖(b)中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系式;
(3)若圖(a)、圖(b)中導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面所用時(shí)間相同,試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到虛線(圓環(huán)上直徑位置)處,流過(guò)兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布:2024/12/30 1:0:6組卷:98引用:2難度:0.7 -
2.如圖甲所示,在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T,區(qū)域長(zhǎng)度L=3m,在緊靠磁場(chǎng)的左邊界處的水平面上放置一正方形線框,匝數(shù)n=10,邊長(zhǎng)a=1m,線框電阻R=1Ω,質(zhì)量m=1kg?,F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F,使線框從靜止開(kāi)始向右進(jìn)入磁場(chǎng)中,已知恒力F的大小為10N,線框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,整個(gè)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),磁場(chǎng)即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說(shuō)法正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:146引用:3難度:0.5 -
3.如圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一正方形閉合金屬線框自磁場(chǎng)上方某處釋放后穿過(guò)磁場(chǎng),整個(gè)過(guò)程線框平面始終豎直,線框邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),下列描述線框所受安培力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中,不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:232引用:3難度:0.7
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