12.如图所示.M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性“U 型金属导轨.导轨中接有阻值为R的电阻.它们的质量为m.导轨的两条轨道间的距离为l.PQ是质量也为m的金属杆.可在轨道上滑动.滑动时保持与轨道垂直.杆与轨道的动摩擦因数为μ.杆与导轨的电阻均不计.杆PQ位于图中的虚线处.虚线的右侧为一匀强磁场区域.磁场方向垂直于桌面.磁感应强度的大小为B.已知导轨的N1N2部分离图中虚线的距离为s=.现有一位于导轨平面内且与轨道平行的外力作用于PQ上.使之在轨道上以v0的速度向右做匀速运动.求: (1)经过多长时间导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置, (2)在导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置的过程中.外力所做的功. 解析:(1)对导轨.设经过时间t1速度达到v0.根据动量定理得:μmgt1=mv0 解得:t1= 在t1时间内.导轨运动的位移为s1= PQ运动的位移为s2= 在t1时间后.导轨做匀速运动.再经过t2==. 所以经过t=t1+t2=导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置. (2)PQ切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv0 回路中的感应电流为:I= 在t1时间内.外力的大小为:F1=μmg+ 在t2时间内.外力的大小为:F2= 在导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置的过程中.外力所做的功为:W=F1v0t1+F2v0t2=mv+. 评析:有关电磁感应综合题可能是2010年高考的热点.本题紧扣2010年高考命题.且难度适中.本题综合考查了动量定理.电磁感应和电路的分析计算.求解本题时关键要弄清物理过程.知道刚性“U 型金属导轨不受安培力作用.只是在摩擦力作用下做加速运动. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(20分)如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计。初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B。现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动。已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域)。求在此过程中电阻所消耗的能量。不考虑回路的自感。

   

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如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).求:

【小题1】杆受到摩擦力的大小?
【小题2】经过时间t,杆速度的大小v为多少?
【小题3】在此过程中电阻所消耗的能量.(不考虑回路的自感).

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如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).求:

1.杆受到摩擦力的大小?

2.经过时间t,杆速度的大小v为多少?

3.在此过程中电阻所消耗的能量.(不考虑回路的自感).

 

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如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I,导轨向右移动的距离为x(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).求:
(1)杆受到摩擦力的大小?
(2)经过时间t,杆速度的大小v为多少?
(3)在此过程中电阻所消耗的能量.(不考虑回路的自感).

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如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).求:
(1)杆受到摩擦力的大小?
(2)经过时间t,杆速度的大小v为多少?
(3)在此过程中电阻所消耗的能量.(不考虑回路的自感).

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