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电磁感应现象中的切割类问题
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固定于水平桌面上的无限长且光滑的金属轨道MN、PQ(电阻不计),处在竖直向下的匀强磁场中,质量为m的金属棒ab以水平初速度V0在轨道上向右运动(如图)。另有n根质量相同,编号为
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
固定于水平桌面上的无限长且光滑的金属轨道MN、PQ(电阻不计),处在竖直向下的匀强磁场中,质量为m的金属棒ab以水平初速度V
0
在轨道上向右运动(如图)。另有n根质量相同,编号为1、2….n的金属棒放置在轨道旁边。已知磁感强度为B,MN、PQ相距为L,ab棒电阻为r,编号为1、2….n的金属棒电阻均为R。现把编号为1的棒无初速轻放于轨道上,当棒1达到最大速度时,又把编号为2的棒无初速轻放于轨道上,当棒2达到最大速度时,又把编号为3的棒无初速轻放于轨道上……,直到编号为n的棒无初速轻放于轨道上而达到最大速度。
(1)编号为1的棒刚放上去时,ab棒两端的电压及棒1受到的安培力?
(2)编号为1的棒运动的最大速度?编号为1的棒开始运动到速度最大过程中流过ab棒的电荷量?
(3)编号为K的棒放上去后获得的最大动能与从开始放棒1到棒K有最大速度过程中系统的发热量之比?
◎ 答案
解:(1)编号为1的棒刚放上去时
E=BLV
0
①
I=
②
ab棒两端电压
③
棒1受到的安培力
④
由①-④:
,安培力方向水平向右
(2)棒1与ab棒有共同速度时,棒1速度最大,设最大速度为V
1
,ab及棒1组成系统动量守恒
mV
0
=(m+m)V
1
⑤
由⑤得V
1
= V
0
/2
ab棒在运动过程中受安培力作用,状态发生改变,设经过时间△t棒1速度达到最大,此过程中通过ab棒的电量为q
-B
L△t =mV
1
-mV
0
⑥
q=
△t ⑦
由⑥-⑦:
⑧
(3)设编号为K的棒放上去后达到的最大速度为V
K
,ab及1…K号棒组成系统动量守恒
mV
0
=(m+Km)V
K
⑨
棒K具有的最大动能E
K
=
⑩
设从开始放棒1到棒K有最大速度过程中系统的发热量为Q
Q=
⑾
由⑨-⑩:
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“固定于水平桌面上的无限长且光滑的金属轨道MN、PQ(电阻不计),处在竖直向下的匀强磁场中,质量为m的金属棒ab以水平初速度V0在轨道上向右运动(如图)。另有n根质量相同,编号为…”主要考查了你对 【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/452769.html
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