题目列表(包括答案和解析)
图13
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能.
如图13所示,光滑、足够长、不计电阻、轨道间距为l的平行金属导轨MN、PQ,水平放在竖直向下的磁感应强度不同的两个相邻的匀强磁场中,左半部分为Ι匀强磁场区,磁感应强度为B1;右半部分为Ⅱ匀强磁场区,磁感应强度为B2,且B1=2B2。在Ι匀强磁场区的左边界垂直于导轨放置一质量为m、电阻为R1的金属棒a,在Ι匀强磁场区的某一位置,垂直于导轨放置另一质量也为m、电阻为R2的金属棒b。开始时b静止,给a一个向右冲量I后a、b开始运动。设运动过程中,两金属棒总是与导轨垂直。
(1)求金属棒a受到冲量后的瞬间通过金属导轨的感应电流;
(2)设金属棒b在运动到Ι匀强磁场区的右边界前已经达到最大速度,求金属棒b在Ι匀强磁场区中的最大速度值;
(3)金属棒b进入Ⅱ匀强磁场区后,金属棒b再次达到匀速运动状态,设这时金属棒a仍然在Ι匀强磁场区中。求金属棒b进入Ⅱ匀强磁场区后的运动过程中金属棒a、b中产生的总焦耳热。
如图13所示,光滑、足够长、不计电阻、轨道间距分别为l1和l2(l1=2 l2)的平行金属导轨CD、EF和MN、PQ,水平放在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,在轨道间距为l1匀强磁场区的左边界垂直于导轨放置一质量为m、电阻为R1的金属棒a(长度略大于l1),在轨道间距为l1匀强磁场区的另一位置,垂直于导轨放置另一质量也为m、电阻分布均匀阻值为R2的金属棒b(长度略大于l2)。开始时b静止在轨道间距为l1的匀强磁场中,给a一个向右的初速度v0后a、b开始运动。设运动过程中,二金属棒总是与导轨垂直。
(1)求金属棒a获得初速度v0的瞬间金属棒b两端的电压;
(2)设金属棒b在轨道间距为l1匀强磁场区的右边界前已经达到最大速度,求金属棒b的最大速度值;
(3)金属棒b进入轨道间距l2匀强磁场区后,金属棒b再次达到匀速运动状态,设这时金属棒a仍然在轨道间距为l1匀强磁场区中。求金属棒b进入轨道间距l2匀强磁场区后金属棒a、b中产生的总焦耳热。
图13
(1)金属杆达到的最大速度vm;
(2)在这2 s时间内回路产生的热量Q;
(3)当速度变为5 m/s 时,金属杆的加速度a.
如图13所示,在直角三角形ACD所包围的区域内存在垂直纸面向外的水平匀强磁场.AC边竖直.CD边水平,且边长AC=2CD=2d,在该磁场的右侧处有一对竖直放 置的平行金属板MN,两板问的距离为L.在板中央各有一个小孔O1、O2,O1、O??2在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置的间距也为L的足够长光滑金属导轨,导轨处在水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨的电阻不计),整个装置处在真空室中。有一束电荷量为+q,质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从CD边中点竖直向上射人磁场区域,射出磁场后能沿O1O2方向进人两平行金属板间并能从O??2孔射出。现由静止释放导体棒PQ.其下滑一段距离后开始匀速运动。此后粒子恰好不能从O2孔射出,而能返回后从磁场的AD边射出,假设返回的粒子与入射粒子不会相撞。求:
(1)在直角三角形ACD内磁场的磁感应强度B。。
(2)导体棒PQ的质量M。
(3)带电粒子从CD边进入磁场到从AD边射出磁场所用的时间
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