如圖,C1D1E1F1C2D2E2F2是距離為L的相同光滑導(dǎo)軌,C1D1E1F1為兩段四分之一圓弧,半徑分別為r1=8rr2=r。在水平矩形D1E1E2D2內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒P、Q的長度均為L,質(zhì)量均為m,電阻均為R,其余電阻不計,Q停在圖中位置,現(xiàn)將P從軌道最高點(diǎn)無初速釋放,則

(1)求導(dǎo)體棒P進(jìn)入磁場瞬間,回路中的電流的大小和方向(順時針或逆時針);

(2)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,棒Q到達(dá)E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,求導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度;

(3)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,且兩者到達(dá)E1E2瞬間,均能脫離軌道飛出,求回路中產(chǎn)生熱量的范圍。

解:(1)導(dǎo)體棒PC1C2下滑到D1D2,根據(jù)機(jī)械能守恒定律:

…………………(2分)

求導(dǎo)體棒P到達(dá)D1D2瞬間:…………………(1分)

回路中的電流…………………(1分)

方向逆時針…………………(1分)

(2)棒Q到達(dá)E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,此時對Q

,…………………(2分)

設(shè)導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度為,根據(jù)動量守恒定律:

…………………(2分)

代入數(shù)據(jù)得,…………………(1分)

(3)由(2)若導(dǎo)體棒Q恰能在到達(dá)E1E2瞬間飛離軌道,P也必能在該處飛離軌道

根據(jù)能量守恒,回路中產(chǎn)生的熱量

………(2分)…………………(1分)

若導(dǎo)體棒QP能達(dá)到共速v,則根據(jù)動量守恒:

,…………………(2分)

回路中產(chǎn)生的熱量…………………(2分)

…………………(1分)

綜上所述,回路中產(chǎn)生熱量的范圍是…………………(2分)

練習(xí)冊系列答案
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精英家教網(wǎng)如圖,C1D1E1F1和C2D2E2F2是距離為L的相同光滑導(dǎo)軌,C1D1和E1F1為兩段四分之一圓弧,半徑分別為r1=8r和r2=r.在水平矩形D1E1E2D2內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)體棒P、Q的長度均為L,質(zhì)量均為m,電阻均為R,其余電阻不計,Q停在圖中位置,現(xiàn)將P從軌道最高點(diǎn)無初速釋放,則
(1)求導(dǎo)體棒P進(jìn)入磁場瞬間,回路中的電流的大小和方向(順時針或逆時針);
(2)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,棒Q到達(dá)E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,求導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度;
(3)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,且兩者到達(dá)E1E2瞬間,均能脫離軌道飛出,求回路中產(chǎn)生熱量的范圍.

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(1)求導(dǎo)體棒P進(jìn)入磁場瞬間,回路中的電流的大小和方向(順時針或逆時針);

(2)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,棒Q到達(dá)E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,求導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度;

(3)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,且兩者到達(dá)E1E2瞬間,均能脫離軌道飛出,求回路中產(chǎn)生熱量的范圍。

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年廣東省珠海市高三第二次模擬理科綜合物理部分 題型:計算題

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(1)求導(dǎo)體棒P進(jìn)入磁場瞬間,回路中的電流的大小和方向(順時針或逆時針);

(2)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,棒Q到達(dá)E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,求導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度;

(3)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,且兩者到達(dá)E1E2瞬間,均能脫離軌道飛出,求回路中產(chǎn)生熱量的范圍。

 

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