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如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道...

如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.4T,方向垂直轨道平面向上,轨道底端连有电阻R=0.2Ω。导体棒abcd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好,每根导体棒的质量均为m=0.1kg,导体棒ab电阻r=0.1Ω,导体棒cd阻值与R相同。金属轨道宽度l=0.5m。现先设法固定导体棒cd,对导体棒ab施加平行于轨道向上的恒定拉力,使之由静止开始沿轨道向上运动。导体棒ab沿轨道运动距离为S=3.25m时速度恰好达到最大,此时松开导体棒cd发现它恰能静止在轨道上。取g=10m/s2, 求:

(1)导体棒ab的最大速度

(2)导体棒ab达到最大速度时,cd棒消耗的电功率

(3)导体棒ab从开始到运动距离为S的过程中电阻R上产生的总热量

 

(1) v=5m/s (2) P=1.25W (3)QR=0.5J 【解析】(1)设导体棒ab中的电流为I,导体棒cd恰能静止在轨道上,有: 由电路电阻关系可知,导体棒ab达最大速度时,有: 所以v=5m/s (2) (3)由功能关系,知整个过程中有: , 其中 可知Q=2J,由能量分配关系可知QR=Q=0.5J  
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考点分析:
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如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置,在距气缸底部l=40cm处有一与气缸固定连接的卡环,活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体.当气体的温度T0=300K、大气压强p0=1.0×105Pa时,活塞与气缸底部之间的距离 l0=30cm,不计活塞的质量和厚度.现对气缸加热,使活塞缓慢上升,求:

(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1

(2)封闭气体温度升高到T2=500K时的压强p2

 

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图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=200,电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Ф随时间t按图(乙)所示正弦规律变化。求:

(1)若线圈从图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;

(2)电路中交流电压表的示数。

 

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如图甲所示,正方形金属线圈abcd位于竖直平面内,其质量为m,电阻为R。在线圈的下方有一匀强磁场,MNM’N’是磁场的水平边界,并与bc边平行,磁场方向垂直于纸面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,图乙是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v—t图象,图中字母均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(      )

A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向

B. 金属线框的边长为v1(t2-t1)/2

C. 磁场的磁感应强度为

D. 金属线框在0t4的时间内所产生的热量为

 

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如图所示,一个“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,ab是与导轨相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好。在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右运动,以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点,则回路中感应电动势E、感应电流I导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图像中不正确的是(    )

A.     B.

C.     D.

 

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如图所示,一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道于平面向上.质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某高度h后又返回到底端.若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计.则下列说法正确的是(    )

A. 金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能一定相等

B. 金属杆ab上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于mv

C. 金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦尔热

D. 金属杆ab上滑过程比下滑过程通过电阻R的电量多

 

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