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如图所示,金属棒a从高为h处由静止沿光滑的弧形导轨下滑进入光滑导轨的水平部分,导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中。在水平部分原先静止有另一根金属棒b,已知ma=2m,mb=m,整个水平导轨足够长,并处于广阔的匀强磁场中,假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰,重力加速度为g。求:
(1)金属棒a刚进入水平导轨时的速度;
(2)两棒的最终速度;
(3)在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能。
解:(1)设金属棒,由机械能守恒定律得:
   ①
  ②
(2)设两金属棒的最终速度为v,由动量守恒定律得:
  ③
  ④
(3)由能量守恒定律得:
     ⑤
         ⑥
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

【2012?山东调考】如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置,其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.t=0时对金属棒施一平行于导轨的外力F,金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中,正确的是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,若x轴表示时间,y轴表示速度,则该图像反映了质点做匀减速直线运动时,速度与时间的关系。若x轴和y轴分别表示不同的物理量,则该图像可以反映某种情况下,相应的物理量之间的关系。下列说法正确的是   (   )
A.若x轴表示时间,),轴表示重力势能,则该图像可表示自由落体运动物体的重力势能随时间变化的规律
B.若x轴表示时间,y轴表示动量,则该图像可表示不计空气阻力情况下,竖直上抛物体在向上运动过程中,动量随时间变化的规律
C.若x轴表示时间,y轴表示感应电动势,则该图像可表示闭合回路中磁感应强度随时间均匀减少时,闭合回路中感应电动势随时间变化的规律
D.若x轴表示时间,y轴表示感应电流,则该图像可表示闭合回路中磁感应强度随时间均匀减少时,闭合回路中感应电流随时间变化的规律

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一正方形闭合导线框abcd,边长为L=0.1m,各边的电阻均为0.1Ω,bc边位于x轴上且b点与坐标原点O重合。在x轴原点O的右侧有宽度0.2m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,磁场的磁感强度为0.1T,如图2甲所示。当线框以4.0m/s的速度沿x轴匀速运动穿过磁场区域时,图乙中的图象表示的是线框从进入磁场到穿出磁场的过程中,线框的感应电流随位置变化的情况,其中正确的是

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

在“研究电磁感应现象”实验中:
⑴首先要确定电流表指针偏转方向和电流方向间的关系.实验中所用电流表量程为 100μA,电源电动势为 1.5 V,待选的保护电阻有:R1 =" 100" kΩ,R2 =" 1" kΩ,R3 =" 10" Ω,应选用               作为保护电阻.
⑵实验中已得出电流表指针向右偏转时,电流是"+"接线柱流入的,那么在如图所示的装置中,若将条形磁铁S极朝下插入线圈中,则电流表的指针应向______偏转.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

某同学在实验室里将一磁铁放在转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感应强度测量值周期性地变化,该变化与转盘转动的周期一致。经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象。该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈,当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。按照这种猜测,下列说法正确的是:(   )
A.转盘转动的速度先快慢不变,后越来越快
B.转盘转动的速度先快慢不变,后越来越慢
C.在t=0.1s时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
D.在t=0.15s时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是  (       )
A.感应电流的磁场总和回路中原磁场的方向相反;
B.感应电流的磁场总和回路中原磁场的方向相同;
C.由于感应电流的磁场总阻碍原磁通量变化,所以回路中磁通量不变;
D.感应电流的磁场可能与原磁场的方向相反也可能相同。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

桌面上放着一个单匝线圈,线圈中心上方一定高度有一竖直放置的条形磁铁,此时线圈内的磁通量为0.04Wb;把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时,线圈内的磁通量为0.12Wb;当把条形磁铁从该位置在0.1s内放到线圈内的桌面上的过程中,产生的感应电动势大小是(    )
A.0.08VB.0.8VC.1.6VD.0.16 V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 间距为 ,其电阻不计,量导轨及其构成的平面均与水平面成角。完全相同的两金属棒 分别垂直轨道放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为 ,电阻均为,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度,棒在平行于导轨向上的力F 作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒恰好能够保持静止。取,问
(1)通过棒的电流I 是多少,方向如何?
(2)棒受到的力F 多大?
(3)棒每产生的热量,力F 做的功 W 是多少?

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