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【2012• 浙江台州市高期末质量评估】如图(甲) 所示,M1M4、N1N4为平...

【2012• 浙江台州市高期末质量评估】如图(甲)

 

 

所示,M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道,M4P、N4Q为相同半径,平行放置的竖直半圆形金属轨道,M4、N4为切点,P、Q为半圆轨道的最高点,轨道间距L=1.0m,圆轨道半径r=0.32m,整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ,两区域宽度 d=0.5m,两区域之间的距离s=1.0m;区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1,变化规律如图(乙)所示,规定竖直向上为B1的正方向;区域Ⅱ内分布着匀强磁 场B2,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为μ=0.2,M3N3右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量m=0.1kg,电阻R0=0.5Ω的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下,从M2N2处由静止开始运动,到达M3N3处撤去恒力F,CD棒匀速地穿过匀强磁场区,恰好通过半圆形轨道的最高点PQ处。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,g取10m/s2 求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)水平恒力F的大小;

(2)CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q;

(3)磁感应强度B2的大小。

 

(1) F=1.0N  (2)    (3)B2=0.05T- 【解析】(1)CD棒在PQ处: -----------①   设CD棒在匀强磁场区速度为v,则----------② CD棒在恒力F作用下:----③      由①②③得:F=1.0N----④  (2) 棒在直轨道上运动,产生感应电流时间--------⑤     感应电动势------⑥ ----⑦     ------⑧   由⑤⑥⑦⑧得  J-------⑨ (3)由于CD棒穿过匀强磁场区,此过程无感应电流,设CD棒进入M3N3界后的任一短时间Δt内  ------ ⑩     且----(11)   由①②得v=4m/s-------- -(12)     由⑩(11)(12)得  B2=0.05T-
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说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)求磁感应强度为B有多大?

(2)当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中,整个电路产生的电热。

 

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说明: 6ec8aac122bd4f6e

⑴求ab杆下滑的最大速度vm

⑵ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。

 

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说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小;

(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动,求出该过程最小速度v;

(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。

 

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说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.  6ec8aac122bd4f6e  B.6ec8aac122bd4f6e    C.6ec8aac122bd4f6e    D.6ec8aac122bd4f6e

 

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