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如圖所示,水平面上有一光滑矩形金屬軌道,間距為l1,左側(cè)有一恒流源,電流I=5A。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),向右為正方向建立x軸,垂直x軸方向建立y軸,在x=0m至x=0.45m的軌道區(qū)間Ⅰ存在豎直向上的磁場(chǎng)B1(圖中未畫出),此磁場(chǎng)沿x軸正方向的變化規(guī)律為B1=kx,沿y軸方向磁感應(yīng)強(qiáng)度不變。磁場(chǎng)右側(cè)M,N兩處用光滑絕緣材料連接,右側(cè)軌道上放置了一個(gè)“”形質(zhì)量為m的金屬框edcf,其中ed,cf邊長(zhǎng)度均為l2。cd邊垂直導(dǎo)軌,長(zhǎng)度為l1,電阻阻值為r=0.1Ω;在金屬框右側(cè)長(zhǎng)為l3,寬為l1的區(qū)域Ⅱ存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=0.25T的勻強(qiáng)磁場(chǎng);軌道最右端接一個(gè)阻值R=0.06Ω的電阻?,F(xiàn)質(zhì)量也為m,長(zhǎng)度為l1的金屬棒ab在磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí),受到水平向右的恒力F=0.05N,由靜止從x=0m處開始運(yùn)動(dòng),ab棒離開磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域時(shí)立刻撤去恒力F。金屬棒ab與“”形金屬框edcf相碰后會(huì)粘在一起形成閉合導(dǎo)體框abcd,閉合導(dǎo)體框abcd滑出磁場(chǎng)Ⅱ區(qū)域后可和右側(cè)的固定彈性墻K發(fā)生彈性碰撞。整個(gè)滑動(dòng)過(guò)程ab始終和軌道垂直且接觸良好。已知m=0.01kg,l1=0.2m,l2=0.08m,l3=0.24m,除已給電阻外其他電阻均不計(jì)。若導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)到x=0.45m處時(shí)剛好勻速,求:(提示可以用F-x圖像與x軸所圍的“面積”代表力F做的功)

(1)B1=kx里的k;
(2)閉合導(dǎo)體框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ時(shí)的速度v1;
(3)最終ab棒會(huì)停止在距離磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ右邊緣多遠(yuǎn)處。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/19 8:0:9組卷:46引用:1難度:0.2
相似題
  • 1.如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過(guò)開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng),磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)、電阻忽略不計(jì)。
    (1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
    (2)斷開S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q,求該過(guò)程安培力做的功W。

    發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:3150引用:16難度:0.5
  • 2.2022年6月,我國(guó)首艘完全自主設(shè)計(jì)建造的航母“福建艦”下水亮相,除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外,電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一,其原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機(jī)著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理:艦載機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng),通過(guò)絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機(jī)共速并與之一起在磁場(chǎng)中減速滑行至停下。已知艦載機(jī)質(zhì)量為M,金屬棒質(zhì)量為m,接入導(dǎo)軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進(jìn)入磁場(chǎng)。軌道端點(diǎn)MP間電阻為R,不計(jì)其它電阻。平行導(dǎo)軌MN與PQ間距L,軌道間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。除安培力外艦載機(jī)系統(tǒng)所受其它阻力均不計(jì)。求:
    (1)艦載機(jī)和金屬棒一起運(yùn)動(dòng)的最大加速度a;
    (2)艦載機(jī)減速過(guò)程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab;
    (3)艦載機(jī)減速過(guò)程通過(guò)的位移x的大小。

    發(fā)布:2024/12/29 23:0:1組卷:212引用:4難度:0.4
  • 3.如圖所示,足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面呈θ角,其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好,ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R,當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x時(shí),棒的速度大小為v.則在這一過(guò)程中(  )

    發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:78引用:3難度:0.7
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