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(18分)两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动,设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好,重力加速度为g,求:(1)ab杆匀速运动的速度v1;(2)ab杆所受拉力F;(3)ab杆以v1匀速运动时,cd杆以v2(v2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动过程中,整个回路中产生的焦耳热.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
(18分)两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动,设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好,重力加速度为g,求:
(1)ab杆匀速运动的速度v
1
;
(2)ab杆所受拉力F;
(3)ab杆以v
1
匀速运动时,cd杆以v
2
(v
2
已知)匀速运动,则在cd杆向下运动
过程中,整个回路中产生的焦耳热.
试题解答
见解析
(1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电动势方向为a→b,
大小为
(1分)cd杆中的感应电流方向为d→c,cd杆受到的安培力方向水平向右
安培力大小为
① (1分)
cd杆向下匀速运动,有
②(1分)
解①、②两式,ab杆匀速运动的速度为
=
③(2分)
(2)ab杆所受拉力F
+μmg
) (4分)
(3)设cd杆以
速度向下运动
过程中,ab杆匀速运动了
距离,因为
,所以
(2分)
整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功
=
=
(2分)
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选修1-1
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解答题
高中
物理
电磁感应现象的发现过程
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