如圖甲所示,“月”字形軌道的每一短邊的長(zhǎng)度都等于a,只有三根平行的短邊有電阻,阻值都是r,不計(jì)其它各邊電阻.使導(dǎo)軌平面與水平面成夾角θ固定放置,如圖乙所示.一根質(zhì)量為m的條形磁鐵,其橫截面是邊長(zhǎng)為a的正方形,磁鐵與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì),磁鐵與導(dǎo)軌間絕緣.假定導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)全部集中在磁鐵的端面,并可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直導(dǎo)軌平面.開始時(shí)讓磁鐵從軌道上某一位置由靜止下滑,使磁鐵恰能勻速進(jìn)入正方形2.在磁鐵從開始運(yùn)動(dòng)到其端面與正方形1重合的過(guò)程中,求:(已知重力加速度為g)
(1)磁鐵下滑時(shí)離正方形2上邊的距離S;
(2)上述過(guò)程中通過(guò)MN邊的感應(yīng)電荷量q;
(3)上述過(guò)程中所有電阻產(chǎn)生的熱量Q.
解:(1)設(shè)磁鐵勻速進(jìn)入正方形2的速度為v,等效電路如下圖所示. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1分) 總電阻 (1分) 感應(yīng)電流 (1分) 切割磁感線的短邊受到的安培力 (1分) 短邊受到的安培力與磁鐵受到的力是作用力與反作用力 根據(jù)平衡條件 (1分) 聯(lián)立①-⑤解得: (1分) 由機(jī)械能守恒 (2分) 解得: (1分) (2)當(dāng)磁鐵進(jìn)入正方形1時(shí),仍以速度v做勻速運(yùn)動(dòng).整個(gè)過(guò)程磁鐵運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間 (2分) 解得: (1分) 又mgsinθ=BIa解得: 則通過(guò)MN邊的感應(yīng)電荷量 (2分) (3)根據(jù)能量守恒定律Q=2mg asinθ 、帷 (4分) 注:其它解法正確的同樣給分. |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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如圖甲所示,“月”字形軌道的每一短邊的長(zhǎng)度都等于a,只有三根平行的短邊有電阻,阻值都是r,不計(jì)其它各邊電阻。使導(dǎo)軌平面與水平面成夾角θ固定放置,如圖乙所示。一根質(zhì)量為m的條形磁鐵,其橫截面是邊長(zhǎng)為a的正方形,磁鐵與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì),磁鐵與導(dǎo)軌間絕緣。假定導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)全部集中在磁鐵的端面,并可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直導(dǎo)軌平面。開始時(shí)讓磁鐵從軌道上某一位置由靜止下滑,使磁鐵恰能勻速進(jìn)入正方形2。在磁鐵從開始運(yùn)動(dòng)到其端面與正方形1重合的過(guò)程中,求:(已知重力加速度為g)
(1)磁鐵下滑時(shí)離正方形2上邊的距離S;
(2)上述過(guò)程中通過(guò)MN邊的感應(yīng)電荷量q;
(3)上述過(guò)程中所有電阻產(chǎn)生的熱量Q。
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科目:高中物理 來(lái)源:2007-2008學(xué)年北京市西城區(qū)高三(下)抽樣檢測(cè)物理試卷(解析版) 題型:解答題
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