如圖15所示,電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平放置,MO間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌相距為d,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F向右拉動CD,CD受恒定的摩擦阻力Ff.已知F > Ff,求:?
圖15
(1)CD運動的最大速度是多少?
(2)當CD達到最大速度后,電阻R消耗的電功率是多少??
(3)當CD的速度是最大速度的13時,CD的加速度是多少???????????????
科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
gR |
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圖15
(1)CD運動的最大速度是多少?
(2)當CD達到最大速度后,電阻R消耗的電功率是多少??
(3)當CD的速度是最大速度的13時,CD的加速度是多少???????????????
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如圖15所示,傾角為°、電阻不計、間距L=0.3m且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場中。導(dǎo)軌兩端各接一個阻值Ro=2的電阻。在平行導(dǎo)軌間跨接一金屬棒,金屬棒質(zhì)量m=1kg,電阻r=2,其與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.5。金屬棒以平行于導(dǎo)軌向上的初速度=10m/s上滑直至上升到最高點的過程中,通過上端電阻的電荷量(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)求:
(1)金屬棒的最大加速度
(2)上端電阻Ro中產(chǎn)生的熱量
(3)金屬棒上滑至最高點所用時間
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(20分)
如圖15所示,固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導(dǎo)軌、和、間距都是,二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道和,兩軌道間距也均為,且和的豎直高度均為4R,兩組半圓形軌道的半徑均為R。軌道的端、端的對接狹縫寬度可忽略不計,圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架,能使導(dǎo)軌系統(tǒng)位置固定。將一質(zhì)量為的金屬桿沿垂直導(dǎo)軌方向放在下層導(dǎo)軌的最左端位置,金屬桿在與水平成角斜向上的恒力作用下沿導(dǎo)軌運動,運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好。當金屬桿通過4R的距離運動到導(dǎo)軌末端位置時其速度大小。金屬桿和導(dǎo)軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導(dǎo)軌上運動過程中所受的摩擦阻力,以及整個運動過程中所受空氣阻力均可忽略不計。
(1)已知金屬桿與下層導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為,求金屬桿所受恒力F的大;
(2)金屬桿運動到位置時撤去恒力F,金屬桿將無碰撞地水平進入第一組半圓軌道和,又在對接狹縫和處無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道和的內(nèi)側(cè),求金屬桿運動到半圓軌道的最高位置時,它對軌道作用力的大。
(3)若上層水平導(dǎo)軌足夠長,其右端連接的定值電阻阻值為,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中。金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置處,無碰撞地水平進入上層導(dǎo)軌后,能沿上層導(dǎo)軌滑行。求金屬桿在上層導(dǎo)軌上滑行的最大距離。
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