如图所示，等间距的两光滑金属导轨由足够长的水平直轨和倾斜直轨在PQ处平滑连接组成。PQ与导轨垂直，导轨间距为L，水平直轨在同一水平面内，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。水平直轨左侧有直流电源、电容为C的电容器和定值电阻R，长度为L、质量为2m、电阻为2R的金属棒M静置在水平直轨上，金属棒M距电阻R足够远，质量为m的绝缘棒N被控制静置于倾斜直轨上，绝缘棒N距水平轨道高度为h,不计金属导轨电阻。开始时，开关S2断开，将单刀双掷开关S1接“1”，使电容器完全充电，然后S1接“2”，金属棒M从静止开始加速运动至稳定速度后，当金属棒M到PQ的距离为d时，S1立即与“2”断开、同时闭合S2，金属棒M运动至PQ处时，恰好与从倾斜直轨上由静止开始自由下滑的绝缘棒N在PQ处发生弹性碰撞，碰撞时间极短可不计，随后绝缘棒N能在倾斜直轨上到达的最大高度为259h。已知以后绝缘棒N与金属棒M每次再发生碰撞时金属棒M均已停止运动，所有碰撞均为弹性碰撞，整个运动过程中，M、N始终与导轨垂直并接触良好，两棒粗细不计，重力加速度为g。求：
（1）发生第1次碰撞后瞬时，绝缘棒N与金属棒M各自速度大小；
（2）直流电源电动势E；
（3）发生第1次碰撞后到最终两棒都停止运动的全过程中，金属棒M的位移大小。
25
9
h
【答案】（1）发生第1次碰撞后瞬时，绝缘棒N与金属棒M各自速度大小分别为和，方向水平向左；
（2）直流电源电动势E为；
（3）运动的全过程中，金属棒M的位移大小为。
2
gh
1
3
2
gh
（2）直流电源电动势E为
（
BL
+
2
m
CBL
）
（
2
gh
+
B
2
L
2
d
6
m
R
）
（3）运动的全过程中，金属棒M的位移大小为
12
m
R
2
gh
B
2
L
2
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/4/20 14:35:0组卷：266引用：4难度：0.3
相似题
-
1．如图所示，水平放置的平行光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向左运动，则PQ所做的运动可能是（ ）发布：2024/12/29 14:0:1组卷：238引用：14难度：0.5 -
2．电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其简化原理示意图如图丙所示。假设图中直流电源电动势为E=45V（内阻不计），电容器的电容为C=22F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m,电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg,电阻为R=5Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场。接通电路后MN开始向右加速运动，经过一段时间后回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：
（1）直流电源的a端是正极还是负极？
（2）若用导线将1、2连接让直流电源供电，MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）若开关先接1，使电容器完全充电；然后将开关接至2，MN离开导轨时的最大速度的大小。
发布：2024/12/29 15:0:2组卷：143引用：3难度：0.4 -
3．如图甲所示，轻质绝缘细线吊着一质量为m=0.8kg、边长为L=1m、匝数n=20、总电阻R=1Ω的正方形线圈．在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向外的磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示（g=10m/s2）．则下列判断正确的是（ ）
发布：2024/12/17 3:30:1组卷：241引用：4难度：0.7
相关试卷
