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如图甲,在竖直平面内平行放置了两根完全相同的金属导轨,间距为L=0.2m。其中a1b1段和a2b2段是竖直放置的足够长的光滑直轨道;b1c1和b2c2段是半径为R=0.25m的光滑圆弧轨道,圆心角为127°,圆心O1和O2与b1、b2在同一高度;c1d1和c2d2段是粗糙的倾斜直轨道,与水平面成37°角放置,轨道长度足够长。图乙是其正面视图。a1a2之间连接一阻值为R0=0.5Ω的电阻。现有一质量为m=0.1kg、电阻为r=0.5Ω的金属棒通过两端的小环套在两根轨道上,棒与轨道的c1d1、c2d2段之间的动摩擦因数为μ=0.25。棒从倾斜轨道上离c1c2距离s=2m处静止释放,在棒到达b1b2瞬间,在竖直轨道区域内出现水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T,运动中棒始终与导轨垂直。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求棒在倾斜轨道上运动的时间t1
(2)求棒到达b1b2处时R0的电功率P0
(3)请分析说明棒在磁场区域运动的情况;
(4)若棒刚越过b1b2处时的速度设为v1,在磁场内运动的时间设为t2,求棒刚离开磁场区域时的速度v2

【答案】见试题解答内容
【解答】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:198引用:1难度:0.3
相似题
  • 1.半径为R的金属圆环水平固定,电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒长为L(L>2R),其单位长度电阻值为r。图(a)中导体棒与圆环相切于O1点,t=0时刻起,从图示位置以速度v匀速向右运动,棒始终与速度方向垂直。图(b)中导体棒与圆环相切于O2点,t=0时刻起,以O2点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过180°,角速度为ω;导体棒扫过整个环面时与环接触良好。

    (1)分析说明图(a)中导体棒扫过整个环面过程中流过导体棒的电流变化情况;
    (2)求图(b)中导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式;
    (3)若图(a)、图(b)中导体棒扫过整个环面所用时间相同,试比较两种情况中导体棒运动到虚线(圆环上直径位置)处,流过两导体棒的感应电流大小。

    发布:2024/12/30 1:0:6组卷:99引用:2难度:0.7
  • 2.如图甲所示,在水平面上有一竖直向下的足够宽的矩形匀强磁场区域,磁感应强度B0=0.2T,区域长度L=3m,在紧靠磁场的左边界处的水平面上放置一正方形线框,匝数n=10,边长a=1m,线框电阻R=1Ω,质量m=1kg。现在线框上作用一水平恒力F,使线框从静止开始向右进入磁场中,已知恒力F的大小为10N,线框与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,整个线框完全进入磁场前已经匀速运动,g=10m/s2。当线框刚全部进入磁场开始计时,磁场即以如图乙所示规律变化。下列说法正确的是(  )

    发布:2024/12/29 23:30:1组卷:150引用:3难度:0.5
  • 3.如图,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中,不正确的是(  )

    发布:2024/12/29 20:30:1组卷:234引用:3难度:0.7
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