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如图所示,足够长的平行金属导轨MNPQ平行放置,间距为L,与水平面成角,导轨与固定电阻R1R2相连,且R1=R2=RR1支路串联开关S,原来S闭合,匀强磁场垂直导轨平面斜向上。有一质量为m的导体棒ab与导轨垂直放置,接触面粗糙且始终接触良好,导体棒的有效电阻也为R,现让导体棒从静止释放沿导轨下滑,当导体棒运动达到稳定状态时速率为v,此时整个电路消耗的电功率为重力功率的3/4。已知当地的重力加速度为g,导轨电阻不计。试求:
(1)在上述稳定状态时,导体棒ab中的电流I和磁感应强度B的大小;
(2)如果导体棒从静止释放沿导轨下滑距离后运动达到稳定状态,在这一过程中回路产生的电热是多少?
(3)断开开关S后,导体棒沿导轨下滑一段距离后,通过导体棒ab的电量为q,求这段距离是多少?
(1)I=
(2)
(3)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在虚线空间内有一对彼此平行的金属导轨,宽为,与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计。虚线空间内分布感应强度为B的垂直于导轨平面向上的匀强磁场。导轨的下端接一定值电阻R,上端通过导线与一对竖直放置的平行金属板相连接,两板间距为d,其间固定着一光滑绝缘直杆,它与平面也成θ角,杆上套一带电小球。当一电阻也为R的光滑导体棒ab沿导轨以速度v匀速下滑时,小球恰好能静止在绝缘直杆上。则以下说法正确的是  (   )
A.小球带正电B.小球带负电
C.小球的比荷为D.小球的比荷为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两金属杆ab和cd长度,电阻均相同,质量分别为M和m,已知M>m。两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置,如图所示。从t=0时刻起,ab和cd开始运动,当运动到t1时刻,在与回路平面相垂直的方向加上一匀强磁场,磁场区域足够大,若以竖直向下为速度的正方向,则ab运动的速度随时间变化的图象可能是下图中的(   )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)2006年3月7日美国《国防工业日报》报道,BAE公司武器系统分部将利用合同资金550万美元,为美海军设计和生产32兆焦实验型小尺寸电磁炮。预计于2007年完成。电磁炮是一种理想的兵器,其原理图如下图,把待发炮弹(导体)放置在磁场中的两平行光滑导轨上,给导轨通一大电流,使炮弹在安培力作用下沿轨道滑行,并以某一速度发射出去。若导轨宽L=2m,长S=500m,通过的电流I=20A,导轨间所加匀强磁场的磁感应强度B=55T,弹体质量(包括金属杆)m=22克,则:
(1)电磁炮离开导轨时的最大速度是多大?
(2)安培力做功的最大功率是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的    匀强磁场,磁感强度为B。一质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距l0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计)。求:
(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

20.(15分)如图所示,一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动,求:
(1)电阻R消耗的电功率;
(2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,甲、乙两图为匀强磁场垂直放置的两个金属框架,甲图接有一个电阻R、乙图接有自感系数为L的线圈,其直流电阻也为R,其他部分两图都相同,下列说法正确的是       (   )
A.导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动且位移相同,则甲图中外力做功多
B.导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动且位移相同,则乙图中外力做功多
C.导体AB以相同的速度向右做匀速直线运动且位移相同,则甲图中外力做功多
D.导体AB以相同的速度向右做匀速直线运动且位移相同,则乙图中外力做功多

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图12-19所示,磁场的方向垂直于xy平面向里。磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.0×10-4T,即。有一个长L=20cm,宽h=10cm的不变形的矩形金属线圈,以v=20cm/s的速度沿x方向运动。问:

(1)线圈中感应电动势E是多少?
(2)如果线圈电阻R=0.02Ω,线圈消耗的电功率是多少?
(3)为保持线圈的匀速运动,需要多大外力?机械功率是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图3-6-9所示,光滑导轨水平放置,匀强磁场竖直向上,金属棒ab、cd质量相等.开始给ab一个冲量,使它具有向右的初速度v,经过一段时间后,金属棒cd的速度(    )

图 3-6-9
A.向右,等于vB.向左,等于v
C.向右,等于v/2D.静止不动

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