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如图所示,PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L.PQ、...

如图所示,PQMNCDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L.PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;QM、DE为足够长的水平导轨.导轨的水平部分QMDE处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.a、b为材料相同、长都为L的导体棒,跨接在导轨上.已知a棒的质量为3m、电阻为R,b棒的质量为m、电阻为3R,其它电阻不计.金属棒ab都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放,分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中,a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰.若金属棒a、b与导轨接触良好,且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦.

(1)金属棒b向左运动速度减为0时金属棒a的速度多大?

(2)金属棒a、b进入磁场后,如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动,此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热多大?

(3)从两棒达到水平导轨至金属棒b向左运动速度减为0时两棒运动总路程?

 

(1)(2)3mgh(3) 【解析】本题考查电磁感应中双棒运动问题。需运用动能定理、动量守恒、能量守恒、微元法等求解。 (1)金属棒从弧形轨道滑下,由机械能守恒有:,解得:,两棒同时进入磁场区域的初速大小均为 由于两棒在水平轨道上时所受合外力为零,则两棒在水平轨道上运动时动量守恒,可得: 解得金属棒b向左运动速度减为0时,金属棒a的速度 (2) 先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动,则两棒在水平面上匀速的速度相等,由动量守恒得: 解得:,方向向右。 金属棒a、b进入磁场后,到b棒第一次离开磁场过程中,由能量守恒得: 解得此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热 (3)设a、b进入磁场后到b向左运动速度减为0的过程中,两者速度大小分别为 、,对a棒受力分析,由牛顿第二定律可得:,将该式对时间累积可得:,解得: 从两棒达到水平导轨至金属棒b向左运动速度减为0时两棒运动总路程  
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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m.导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T,将质量=0.1㎏,电阻=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量=0.1㎏,电阻=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与轨道保持良好接触,g10m/s². 

(1)ab将要向上滑动时,cd的速度v多大; 

(2)cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少

 

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发电机的输出电压为220V,输出电功率为44kW,输电导线的电阻为0.2Ω.如果用初、次级线圈匝数之比为1:10的升压变压器升压,经输电线路后,再用初、次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户.求用户得到的电压和功率.

 

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有一个额定电压为2.8V、功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:

A.电压表(0~3V,内阻约6kΩ)

B.电压表(0~15V,内阻约30kΩ)

C.电流表(0~0.6A,内阻约0.5Ω)

D.滑动变阻器(10Ω,2A)

E.滑动变阻器(200Ω,0.2A)

F.蓄电池(电动势6V,内阻不计)

(1)用如图所示的电路进行测量,电压表应选用___,滑动变阻器应选用____。(用序号字母表示)

(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图线可求得此灯泡在正常工作的电为_________Ω。

(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为__________Ω的电阻。

(4)在虚线框内画出实验电路原理图_________________

 

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CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为L,在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场区域的长度为d,如图所示.导轨的右端接有一电阻R,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接.将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处.已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ,则下列说法中正确的是

A. 电阻R的最大电流为

B. 导体棒在水平面运动一半时间电阻R中的电流

C. 导体棒在水平面运动的时间为

D. 导体棒在水平面运动一半位移的过程中电阻R中产生的焦耳热大于

 

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如图甲所示,T为理想变压器,原、副线圈匝数比为10:1,,电压表,V1、V2和电流表、A1、A2都为理想电表,电阻的最大阻值为12Ω,原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压.的滑片自最下端滑动到最上端的过程中,以下说法正确的是

A. 电压表V2的示数减小

B. 电压表V2的示数为22V不变

C. 电流表A1示数增大、A2的示数减小

D. 电压表的V1示数与电流表的A1示数的乘积一直减小

 

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