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如图所示,金属杆a在离地h高处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨上原来放有一金属杆b,已知杆a的质量为,且与b杆的质量比为,水平导轨足够长,不计摩擦,求:

(1)a和b的最终速度分别是多大?

(2)整个过程中回路释放的电能是多少?

(3)若已知a、b杆的电阻之比,其余电阻不计,整个过程中a、b上产生的热量分别是多少?

答案:略
解析:

解析:(1)ah高处下滑的过程中机械能守恒

a进入磁场后,回路中产生感应电流,ab都受安培力作用,a做减速运动,b做加速运动,经一段时间,ab速度达到相同,之后回路的磁通量不发生变化,感应电流为零,安培力为零,二者匀速运动,匀速运动的速度即为ab的最终速度,设为v.由此过程中ab系统所受合外力为零,动量守恒有

①②解得最终速度

(2)由能量守恒知,回路中产生的电能等于ab系统机械能的损失,所以

(3)回路中产生的热量,在回路中产生电能过程中,虽然电流不恒定,但由于串联,通过ab的电流总是相等的,所以应有

,即,即,所以


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,金属杆a在离地h高处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨上原来放有一根金属杆b,已知杆a的质量为m,b杆的质量为
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m
水平导轨足够长,不计摩擦,求:
(1)a和b的最终速度分别是多大?
(2)整个过程中回路释放的电能是多少?
(3)若已知a、b杆的电阻之比Ra:Rb=3:4,其余电阻不计,整个过程中,a、b上产生的热量分别是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,金属杆a在离地h高处从静止开始沿与水平导体轨道平滑连接的弧形轨道下滑,导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨间距l,其上原来放有一金属杆b.已知a杆与b杆的质量分别为3m、4m,a、b两杆电阻分别为3R、4R其余电阻不计.水平导轨足够长,不计所有摩擦,导体杆a、b不会相撞.求:
(1)金属杆b的最大加速度?
(2)a和b的最终速度是多大?整个过程中回路释放的电能最多是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,金属杆a在离地h高处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨上原来放有一长L的金属杆b.已知杆的质量为ma,且与b杆的质量比为ma:mb=3:4,水平导轨足够长,不计摩擦.求:
(1)若a、b电阻分别为Ra、Rb,则b的最大加速度为多大?
(2)a和b的最终速度分别是多大?
(3)整个过程中回路中释放的电能是多少?
(4)若已知a、b杆的电阻之比Ra:Rb=3:4,其余电阻不计.整个过程中a、b上产生的热量分别是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,金属杆a在离地面高h处由静止沿弧形金属轨道下滑,轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,水平轨道上放有金属杆b.已知杆质量ma∶mb=7∶9,导轨足够长,不计摩擦.求:

(1)a、b杆运动的最大速度分别是多少?

(2)整个过程中释放的最大电能是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,金属杆a在离地面高h处由静止沿弧形金属轨道下滑,轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,水平轨道上放有金属杆b.已知杆质量ma∶mb=7∶9,导轨足够长,不计摩擦.求:

(1)a、b杆运动的最大速度分别是多少?

(2)整个过程中释放的最大电能是多少?

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