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题文

如图所示,两根相距为L的金属导轨固定于倾角为θ的斜面上,导轨电阻不计,一根质量为m、长为L、电阻为3R 的金属棒两端放于导轨上,金属棒与导轨间的动摩擦因数为µ,棒与导轨的接触电阻不计。导轨下端连有阻值为2R的电阻和电流传感器,电流传感器与计算机相连,且其电阻忽略不计。斜面上分布着宽度为a、间距为b的2014段方向垂直于斜面向下的匀强磁场(a>b)。金属棒初始位于OO′处,与第1磁场区域相距2a,金属棒由静止开始释放。(重力加速度为g)

(1)为使金属棒均能匀速通过每段匀强磁场区域,求第1磁场区域的磁感应强度B1大小;
(2)在满足(1)情况下,求金属棒进入第3磁场区域时的速度v3大小和第2014磁场区域的磁感应强度B2014大小;
(3)现使2014段磁场区域的磁感应强度均相同,当金属棒穿过各段磁场时,发现计算机显示出的电流I随时间t以固定的周期做周期性变化,请在答题纸上给定的坐标系中定性地画出计算机显示的I-t图(假设从金属棒进入第1段磁场开始计时,图中T为其周期)。
(4)在(3)的情况下,求整个过程中导轨下端电阻上产生的热量,以及金属棒从第2014磁场区域穿出时的速度大小。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 法拉第电磁感应定律
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相关试题

如图所示,质量m1=50kg的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引质量的物体A,当绳与水平方向成θ=60°角时,物体处于静止状态。不计滑轮与绳的摩擦,取g=10m/s2,求地面对人的支持力N和摩擦力f。

一物体从离地h =80m高处下落做自由落体运动。g取10m/s2,求:
(1)物体下落的总时间t;
(2)物体落地速度v的大小;
(3)下落最后2s内的位移x2的大小。

如图甲所示,在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向。第二象限内有一水平向右的场强为E1的匀强电场,第一、四象限内有一正交的场强为E2竖直向上的匀强电场和磁感应强度为B的匀强交变磁场,匀强磁场方向垂直纸面。从A点以v0=4m/s竖直向上射出一个比荷为的带正电的小球(可视为质点),并以v1=8m/s的速度从y轴上的C点水平向右进入第一象限,且在第一象限内刚好沿圆弧作圆周运动。取小球从C点进入第一象限的时刻为t=0,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g="10" m/s2。求:

(1)小球从A点运动到C点的时间t1和匀强电场E2的场强;
(2)x轴上有一点D,OD=OC,若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴且沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0和磁场的变化周期T0

如图,在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E=50V,内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R,导轨的宽度d=0.2 m,倾角θ=37°。质量m=0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上,与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,整个装置处在竖直向下的磁感应强度B=2.2T的匀强磁场中,导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。求:

(1)杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2;
(2)滑动变阻器R有效电阻的取值范围。

如图所示,水平放置的平行板电容器两板间距为d=8 cm,板长为L=25 cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从电容器左端沿两板间中线水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到板间P处时迅速将下极板向上移动cm,结果液滴刚好从金属板末端飞出。取g=10m/s2,求:

(1)液滴通过平行板电容器两板间所用时间t;
(2)液滴飞出平行板电容器时的速度v。

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