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如图所示，地面上方高为H的空间，分布着水平方向的磁场。取竖直向下为x轴正方向，水平方向为y轴方向。在xoy平面内，磁感应强度在y轴方向不发生变化，竖直方向随x变化的关系为Bx=B0+kx,式中B0和k均为常量。用质量为m、电阻为R的匀质薄金属条制成的边长为L的比荷正方形单匝线框，从图示位置由静止开始释放，线框在下落过程中保持竖直，已知线框达到最大速度后，最终落到地面，不计空气阻力，重力加速度为g。
如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计，k＞0．求：
图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．质量m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨一端接有阻值为R的电阻．由静止释放导体棒ab,重力加速度为g.
如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面是，电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形，棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱，导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0．PQ左侧匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为B．在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。
如图所示，倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接。轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计。匀强磁场Ⅰ仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1=1T；匀强磁场Ⅱ仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=1T．现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放。取g=10m/s2。
如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，其上端连接一阻值为R的电阻，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m,电阻也为R的导体棒在距磁场上边界h处由静止释放。导体棒进入磁场后做减速运动，在磁场中向下运动了d后最终稳定，此时通过电阻R的电流为I．整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨电阻及空气阻力。求：
某物理小组想出了一种理想化的“隔空”加速系统，该系统通过利用其中一个金属棒在磁场中运动产生感应电流从而使另一个金属棒获得速度，这样就避免了直接对其进行加速时所带来的磨损和接触性损伤，该加速系统可以建模抽象为在足够长的固定水平平行导轨上放有两个金属棒MN和PQ，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场与导轨所在水平面垂直，方向竖直向下，导轨电阻很小，可忽略不计。如图为模型俯视图，导轨间的距离L=1.0m,每根金属棒质量均为m=1.0kg,电阻都为R=5.0Ω，可在导轨上无摩擦滑动，滑动过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好，在t=0时刻，两金属棒都处于静止状态，现有一与导轨平行、大小为F=2.0N恒力作用于金属棒MN上，使金属棒MN在导轨上滑动，经过t=10s,金属棒MN的加速度a=1.6m/s2，求：
如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，间距为l,MP间接阻值为R的定值电阻，质量为m的金属棒ab垂直导轨放置，导轨和金属棒电阻不计，整个装置处于方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给金属棒ab一个水平外力使金属棒从静止开始向右匀加速运动，速度达到v时水平外力大小为该时刻安培力大小的2倍，运动过程中金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。求：
如图所示，是某同学设计的一种磁动力电梯的原理图，即在竖直平面内有两根很长的平行竖直金属轨道MN和PQ，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场，两导轨下端用导线相连。处于金属轨道间的导体杆ab与轨道垂直，且正下方通过绝缘装置固定电梯轿厢，当磁场向上运动时，电梯可向上运动（设运动过程中ab始终与导轨垂直且接触良好）。已知匀强磁场强度为B，电梯载人时电梯轿厢及ab杆的总质量为M，两导轨间的距离为L，导体杆电阻为R，其余部分电阻不计。当磁场以v0的速度匀速上升时，电梯轿厢刚好能离开地面。不计空气阻力，ab杆与轨道的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。求：（1）此时通过ab杆电流的方向及ab杆受到轨道摩擦力的大小；
如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=0.5m,其电阻不计。导轨平面与水平面夹角θ=30°，N、Q两端和M、P两端分别接有R=1.5Ω的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终接触良好，已知棒ab的质量m=0.2kg,电阻r=0.25Ω，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。棒ab在平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，以初速度v0=0.5m/s沿导轨向上开始运动。能达到的最大速度v=2m/s,重力加速度取g=10m/s2。
，ef的电阻及导线框的ad、bc边的电阻都为r＝2Ω，导轨的宽度、导线框abcd的边长及ef的长度均为L＝1m，其余电阻不计，且ef与导线框abcd始终不相撞。
如图所示，两根间距为l的光滑金属导轨（不计电阻），由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成。其水平段加有方向竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度为B，导轨水平段上静止放置一金属棒cd,质量为2m,电阻为2r。另一质量为m,电阻为r的金属棒ab,从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段，圆弧段MN半径为R，所对圆心角为60°，求：
dygzwlyn
2015-04-02
高中物理 | | 解答题
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