題目列表(包括答案和解析)
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(12分)在工業(yè)中有一種感應(yīng)控制裝置,利用它進(jìn)行如圖情景演示。兩根間距為L=5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌,電阻不計,左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,彎曲部分都不在磁場中。有兩根金屬棒垂直導(dǎo)軌放置,其中a棒質(zhì)量為M=2kg,電阻為R=2Ω;b棒被感應(yīng)控制裝置固定在水平導(dǎo)軌上,距離水平導(dǎo)軌左端s=2m,b棒質(zhì)量為m=1kg,電阻也為R=2Ω。現(xiàn)在a棒從左端彎曲導(dǎo)軌高H處靜止釋放,當(dāng)a棒即將與b棒相碰時(已知此時a棒的速度v=2m/s),感應(yīng)控制裝置立即放開b棒,讓它可以在導(dǎo)軌上自由運動,,然后a與b發(fā)生彈性正碰。感應(yīng)控制裝置始終對a棒的運動沒有任何影響,導(dǎo)軌足夠長。則求
(1)最終穩(wěn)定后a棒的速度大;
(2)a與b碰撞后的瞬間,b棒的速度大;
(3)a棒的釋放高度H。
如圖所示,兩根間距為L=1m的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計,左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d=2m,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場i,右端有另一磁場ii,其寬度為d,但方向豎直向下,兩者B均為1T,有兩根質(zhì)量均為m=1kg,電阻均為R=1Ω,的金屬棒a與b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場ii中點C,D處,導(dǎo)軌除C,D外(對應(yīng)距離極短)其余均為光滑,兩處對棒可產(chǎn)生總的最大靜摩擦力為自重的0.2倍,a棒從彎曲導(dǎo)軌某處由靜止釋放,當(dāng)只有一根棒做切割磁感線運動時,它速度的減小量與它在磁場中通過的距離成正比,即Δv∝Δx
(1)若棒a從某一高度釋放,則棒a進(jìn)入磁場i時恰能使棒b運動,判斷棒b運動方向并求出釋放高度
(2)若將棒a從高度為0.2m的某處釋放結(jié)果棒a以1m/s的速度從磁場i中穿出求兩棒即將相碰時棒b所受的摩擦力
(3)若將棒a從高度1.8m某處釋放經(jīng)過一段時間后棒a從磁場i穿出的速度大小為4m/s,且已知棒a穿過磁場時間內(nèi)兩棒距離縮短2.4m,求棒a從磁場i穿出時棒b的速度大小及棒a穿過磁場i所需的時間(左為a,右為b)
如圖所示,兩根間距為L=1m的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計,左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d=2m,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場i,右端有另一磁場ii,其寬度為d,但方向豎直向下,兩者B均為1T,有兩根質(zhì)量均為m=1kg,電阻均為R=1Ω,的金屬棒a與b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場ii中點C,D處,導(dǎo)軌除C,D外(對應(yīng)距離極短)其余均為光滑,兩處對棒可產(chǎn)生總的最大靜摩擦力為自重的0.2倍,a棒從彎曲導(dǎo)軌某處由靜止釋放,當(dāng)只有一根棒做切割磁感線運動時,它速度的減小量與它在磁場中通過的距離成正比,即Δv∝Δx
(1)若棒a從某一高度釋放,則棒a進(jìn)入磁場i時恰能使棒b運動,判斷棒b運動方向并求出釋放高度;
(2)若將棒a從高度為0.2m的某處釋放結(jié)果棒a以1m/s的速度從磁場i中穿出求兩棒即將相碰時棒b所受的摩擦力;
(3)若將棒a從高度1.8m某處釋放經(jīng)過一段時間后棒a從磁場i穿出的速度大小為4m/s,且已知棒a穿過磁場時間內(nèi)兩棒距離縮短2.4m,求棒a從磁場i穿出時棒b的速度大小及棒a穿過磁場i所需的時間(左為a,右為b)
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