近年來電動汽車越來越普及，有的電動汽車動力來源于直流電機(jī)。直流電機(jī)工作原理可簡化如圖所示：在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，間距為L，兩軌間接一電動勢恒為E、內(nèi)阻恒為r的直流電源。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌靜置于導(dǎo)軌上，接入電路部分的有效電阻為R，電路其余部分電阻不計。一根不可伸長的輕繩兩端分別連接在導(dǎo)體棒的中央，和水平地面上質(zhì)量為M的物塊上，繩與水平面平行且始終處于伸直狀態(tài)。已知物塊與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g﹒閉合開關(guān)S，物塊即刻開始加速。
（1）求S剛閉合瞬間物塊加速度的大小，設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力；
（2）求當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的速度為v時，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流；
（3）求物塊運(yùn)動中最大速度的大小。
【答案】（1）S剛閉合瞬間物塊加速度的大小為；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的速度為v時，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流為；
（3）物塊運(yùn)動中最大速度的大小為。
BEL
-
μ
M
g
（
R
+
r
）
（
R
+
r
）
（
M
+
m
）
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的速度為v時，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流為
E
-
BL
v
R
+
r
（3）物塊運(yùn)動中最大速度的大小為
BEL
-
μ
M
g
（
R
+
r
）
B
2
L
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：384引用：2難度：0.6
相似題
-
1．平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)=1m,導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路。其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N相距d=10mm,定值電阻R1=R2=12Ω，R3=2Ω，金屬棒ab的電阻r=2Ω，其他電阻不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動時，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量m=1×10-14kg,電荷量q=-1×10-14C的微粒恰好靜止不動。取g=10m/s2，在整個運(yùn)動過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且速度保持恒定。
試求：
（1）勻強(qiáng)磁場的方向和MN兩點間的電勢差；
（2）ab兩端的路端電壓；
（3）金屬棒ab運(yùn)動的速度。發(fā)布：2024/12/29 18:0:2組卷：107引用：2難度：0.4 -
2．為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計了兩種發(fā)電裝置為車燈供電。
方式一：如圖甲所示，固定磁極N、S在中間區(qū)域產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.1T，矩形線圈abcd固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸過ab邊中點，與ad邊平行，轉(zhuǎn)軸一端通過半徑r0=1.0cm的摩擦小輪與車輪邊緣相接觸，兩者無相對滑動。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，可通過摩擦小輪帶動線圈發(fā)電，使L1、L2兩燈發(fā)光。已知矩形線圈N=100匝，面積S=10cm2，線圈abcd總電阻R0=2Ω，小燈泡電阻均為R=2Ω
方式二：如圖乙所示，自行車后輪由半徑r1=0.15m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.45m的金屬外圈（可認(rèn)為等于后輪半徑）和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間沿同一直徑接有兩根金屬條，每根金屬條中間分別接有小燈泡L1、L2，阻值均為R=2Ω。在自行車支架上裝有強(qiáng)磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=1T、方向垂直紙面向里的“扇形”勻強(qiáng)磁場，張角θ=90°。
以上兩方式，都不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。求：
（1）“方式一”情況下，當(dāng)自行車勻速騎行速度v=6m/s時，小燈泡L1的電流有效值I1；
（2）“方式二”情況下，當(dāng)自行車勻速騎行速度v=6m/s時，小燈泡L1的電流有效值I1′；
（3）在兩種情況下，若自行車以相同速度勻速騎行，為使兩電路獲得的總電能相等，“方式一”騎行的距離S1和“方式二”騎行的距離S2之比。發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：120引用：3難度：0.4 -
3．如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc和de,ab與de平行并相距為L，bc是以O(shè)為圓心的半徑為r的圓弧導(dǎo)軌，圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，a、d兩端接有一個電容為C的電容器，金屬桿OP的O端與e點用導(dǎo)線相接，P端與圓弧bc接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上，金屬桿MN質(zhì)量為m,金屬桿MN和OP電阻均為R，其余電阻不計，若桿OP繞O點在勻強(qiáng)磁場區(qū)內(nèi)以角速度ω從b到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（ ）發(fā)布：2024/12/29 17:0:1組卷：456引用：5難度：0.5
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