如圖所示,水平面上有一光滑矩形金屬軌道,間距為l1,左側有一恒流源,電流I=5A。以O點為坐標原點,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的軌道區間Ⅰ存在豎直向上的磁場B1(圖中未畫出),此磁場沿x軸正方向的變化規律為B1=kx,沿y軸方向磁感應強度不變。磁場右側M,N兩處用光滑絕緣材料連接,右側軌道上放置了一個“
”形質量為m的金屬框edcf,其中ed,cf邊長度均為l2。cd邊垂直導軌,長度為l1,電阻阻值為r=0.1Ω;在金屬框右側長為l3,寬為l1的區域Ⅱ存在豎直向上的磁感應強度大小為B2=0.25T的勻強磁場;軌道最右端接一個阻值R=0.06Ω的電阻。現質量也為m,長度為l1的金屬棒ab在磁場Ⅰ區域中運動時,受到水平向右的恒力F=0.05N,由靜止從x=0m處開始運動,ab棒離開磁場Ⅰ區域時立刻撤去恒力F。金屬棒ab與“
”形金屬框edcf相碰后會粘在一起形成閉合導體框abcd,閉合導體框abcd滑出磁場Ⅱ區域后可和右側的固定彈性墻K發生彈性碰撞。整個滑動過程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。若導體棒ab運動到x=0.45m處時剛好勻速,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)閉合導體框abcd進入磁場區域Ⅱ時的速度v1;
(3)最終ab棒會停止在距離磁場區域Ⅱ右邊緣多遠處。
【答案】(1)B1=kx里的k為T/m;
(2)閉合導體框abcd進入磁場區域Ⅱ時的速度為0.75m/s;
(3)最終ab棒會停止在距離磁場區域Ⅱ右邊緣0.015m處。
1
9
(2)閉合導體框abcd進入磁場區域Ⅱ時的速度為0.75m/s;
(3)最終ab棒會停止在距離磁場區域Ⅱ右邊緣0.015m處。
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
發布:2024/6/19 8:0:9組卷:52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軌,垂直于導軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R,兩棒與導軌始終接觸良好。MN兩端通過開關S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內存在豎直向下均勻增加的磁場,磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側有垂直于導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B.PQ的質量為m,金屬導軌足夠長、電阻忽略不計。
(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的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。發布:2024/12/29 20:30:1組卷:3381引用:17難度:0.5 -
2.如圖所示,足夠長的U形光滑金屬導軌平面與水平面呈θ角,其中MN與PQ平行且間距為L,導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,導軌電阻不計.金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑,并與兩導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ab棒沿導軌下滑的距離為x時,棒的速度大小為v.則在這一過程中( ?。?/h2>
A.金屬棒ab運動的加速度大小始終為 v22xB.金屬棒ab受到的最大安培力為 sinθB2L2vRC.通過金屬棒ab橫截面的電荷量為 BLxRD.金屬棒ab產生的焦耳熱為 xB2L2v2R發布:2024/12/29 20:30:1組卷:83引用:3難度:0.7 -
3.2022年6月,我國首艘完全自主設計建造的航母“福建艦”下水亮相,除了引人注目的電磁彈射系統外,電磁阻攔索也是航母的“核心戰斗力”之一,其原理是利用電磁感應產生的阻力快速安全地降低艦載機著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統的簡化原理:艦載機著艦時關閉動力系統,通過絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。已知艦載機質量為M,金屬棒質量為m,接入導軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進入磁場。軌道端點MP間電阻為R,不計其它電阻。平行導軌MN與PQ間距L,軌道間有豎直方向的勻強磁場,磁感應強度為B。除安培力外艦載機系統所受其它阻力均不計。求:
(1)艦載機和金屬棒一起運動的最大加速度a;
(2)艦載機減速過程中金屬棒ab中產生的焦耳熱Qab;
(3)艦載機減速過程通過的位移x的大小。發布:2024/12/29 23:0:1組卷:259引用:4難度:0.4