⑴求導(dǎo)體棒ab從A處下落時的加速度大小,⑵若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后棒中電流大小始終不變.求磁場I和II之間的距離h,⑶若將磁場II的CD邊界下移h.導(dǎo)體棒ab自進(jìn)入磁場II到開始做勻速運動過程中電流通過R2產(chǎn)生的熱量為Q.不計電磁輻射.求此過程導(dǎo)體棒ab移動的距離. 【查看更多】

 

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如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ,磁感應(yīng)強度大小均為B.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長.已知導(dǎo)體棒下落時的速度大小為v1,下落到MN處時的速度大小為v2.

 

（1）求導(dǎo)體棒ab從A處下落時的加速度大小.

（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變,求磁場Ⅰ和Ⅱ之間的距離h和R2上的電功率

 

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如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ,磁感應(yīng)強度大小均為B.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長.已知導(dǎo)體棒下落時的速度大小為v1,下落到MN處時的速度大小為v2.

 

（1）求導(dǎo)體棒ab從A處下落時的加速度大小.

（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變,求磁場Ⅰ和Ⅱ之間的距離h和R2上的電功率

 

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如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ,磁感應(yīng)強度大小均為B.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長.已知導(dǎo)體棒下落時的速度大小為v1,下落到MN處時的速度大小為v2.

 

（1）求導(dǎo)體棒ab從A處下落時的加速度大小.

（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變,求磁場Ⅰ和Ⅱ之間的距離h和R2上的電功率

 

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如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ,磁感應(yīng)強度大小均為B.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長.已知導(dǎo)體棒下落時的速度大小為v1,下落到MN處時的速度大小為v2.

 

（1）求導(dǎo)體棒ab從A處下落時的加速度大小.

（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變,求磁場Ⅰ和Ⅱ之間的距離h和R2上的電功率

 

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如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ,磁感應(yīng)強度大小均為B現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,兩平行軌道足夠長.已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時的速度大小為v1,下落到MN處的速度大小為v2.

(1)求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時的加速度大小.

(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變,求磁場Ⅰ和Ⅱ之間的距離h和R2上的電功率P2.

(3)若將磁場Ⅱ的CD邊界略微下移,導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場Ⅱ時速度大小為v3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運動,加速度大小為a,求所加外力F隨時間變化的關(guān)系式.

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二、選擇題(每小題6分，共48分，全對6分，對而不全3分)

題號

14

15

16

17

18

19

20

21

答案

A

B

AC

BD

AD

A

C

D

 

22．（1）(1)6.0（2分，6也給分）；如圖(4分，電流表外接2分，滑線變組器限流接法2分) 。

(2) ①3.61 m/s2 (3分) ②  (3分)

③ BCE (3分，BE得3分)

④紙帶與打點計時器間的摩擦阻力，空氣阻力等。(2分)

23．解：設(shè)子彈射入木前的速度為v，射入木塊后的共同速度為V，子彈打入木塊過程由動量守恒定律得：

      (6分)

木塊與子彈一起運動的過程由動能定理得：

    (6分)

聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：

    (4分)

24．解：（1）由于帶電微粒在磁場方向反向前后的運動是對稱的，所以微粒所受的電場力與重力是平衡的(2分)。微粒做勻速圓周運動，軌跡如圖：

設(shè)微粒做勻速圓周運動的軌道半徑為R，由圖可知

    ①（2分）

由洛侖茲力公式及勻速圓周運動規(guī)律得：

   ②（2分）

聯(lián)立①②解得：

       ③（2分）

（2）設(shè)M、N兩板間的電勢差為U，由電場力與重力平衡得：

   ④（2分）

由電容公式得：

    ⑤（1分）

聯(lián)立④⑤得：   ⑥（2分）

（3）當(dāng)撤去磁場，兩金屬板電量減半，帶電微粒做類平拋運動，豎直方向的加速度為a，由牛頓第二定律得：

    ⑦（2分）

帶電微粒水平方向的運動：

     ⑧（1分）

帶電微粒豎直方向的運動：

   ⑨（1分）

聯(lián)立④⑦⑧⑨得：

     ⑩（2分）

25．解：（1）棒ab從A處下落時，回路中的感生電動勢為：

    ⑴（1分）

回路中的總電阻：

   ⑵（1分）

通過棒ab的電流為

   ⑶（1分）

由牛頓第二定律得：

   ⑷（2分）

聯(lián)立⑴⑵⑶⑷解得：

  ⑸ （1分）

（2）設(shè)棒ab進(jìn)入CD的速度為v3�；芈分械母猩妱觿轂椋�

    ⑹（1分）

回路中的總電阻：

   ⑺（1分）

通過棒ab的電流為

   ⑻（1分）

由平衡條件得：

   ⑼（1分）

棒ab從MN處下落到CD過程中，由機械能守恒定律得：

   ⑽（2分）

聯(lián)立⑹⑺⑻⑼⑽解得：

   ⑾（2分）

（3）分析題意得棒ab從MN處下落h的速度與導(dǎo)體棒ab在磁場II中做勻速運動的速度相等（1分），設(shè)導(dǎo)體棒ab自進(jìn)入磁場II到開始做勻速運動過程中電流產(chǎn)生的熱量全部熱量為Q總，導(dǎo)體棒ab移動的距離為H，則由能量守恒得：

   ⑿（2分）

設(shè)導(dǎo)體棒ab在磁場II中運動過程中的某一時刻通過R2的電流為I，則同一時刻通過R1的電流也為I，通過R3的電流為2I，電路的總功率為   ⒀（1分）

所以，棒ab自進(jìn)入磁場II到開始做勻速運動過程中電流產(chǎn)生的熱量全部熱量為

   ⒁（1分）

聯(lián)立⑾⑿⒀解得：

  ⒂（1分）

 

 

 


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