（2009•湛江二模）如图所示，M、N为两对圆弧塑料导轨，分别粘接在U形金属导轨上层的C、D、E、F点，三导轨平滑连接且

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/02 20:34:09

（2009•湛江二模）如图所示，M、N为两对圆弧塑料导轨，分别粘接在U形金属导轨上层的C、D、E、F点，三导轨平滑连接且宽均为L=1m，导轨下层距离水平地面高为H=0.2m，在其上方放置一单向导电、质量为m₂=1kg的金属杆2（已知金属杆2在P端电势高于Q端电势时有电流通过，反之无电流通过），整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B=0.1T．已知质量为m₁=0.5kg的金属杆1在M轨道上从高为h=0.8m处由静止释放沿导轨M滑下，经U形金属导轨上层水平部分后滑上塑料导轨N，金属杆1与U形金属导轨上层水平部分接触良好，多次反复运动后使金属杆2脱离轨道着地，着地点到下层轨道右端水平距离为s=0.2m处，金属杆1和金属杆2导电时的电阻之和为R=2Ω（忽略一切摩擦和导轨的电阻），取g=10m/s²．求：
（1）流过金属杆的最大电流；
（2）当金属杆2离开下层导轨后金属杆1的最大速度及上升的最大高度；
（3）此过程中电路产生的焦耳热．

（1）当金属杆1从N轨道第一次滑到U形轨道上层时的速度为v₀，此时的电流最大为I_max，根据机械能守恒，得：
m1gh1＝
m1
v20
2①
根据法拉第电磁感应定律得：E=BLv₀②
而：Imax＝
E
R③
联立①②③公式得：I_max=0.2A
（2）设金属杆2离开下层轨道时的速度是v₂此后金属杆1在上层的最大速度是v₁两杆组成的系统动量守恒，则：
    m₁v₀=m₁v₁+m₂v_{2 ④}
金属杆2做平抛运动的时间：t＝

2H
g   ⑤
又：v2＝
s
t   ⑥
联立④⑤⑥并代入数据得；v₁=2m/s
                v₂=1m/s
此后金属杆1能够上升的最大高度h 2，根据机械能守恒得：
m1gh2＝
1
2m1
v21
代入数据解得：h₂=0.2m
（3）设产生焦耳热为Q，由能量守恒定律得：m1gh1＝
1
2m1
v21+
1
2m2
v22+Q
代入数据得：Q=2.5J
答：（1）流过金属杆的最大电流为0.2A；
（2）当金属杆2离开下层导轨后金属杆1的最大速度及上升的最大高度为0.2m；
（3）此过程中电路产生的焦耳热为2.5J

两条光滑绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接（圆弧轨道在左,水平轨道在右）导轨间距L,导轨水平部分有n段相同匀强磁（2008•湛江二模）如图所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间的距离为L=1.0m，导轨平面与水平面间（2014•开封二模）质量为m的导体棒ab置于光滑圆弧形金属导轨上，导轨下端接有电源，如图所示．磁场方向为下列哪一种情况（2011•上海二模）如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻不计（2010•闵行区二模）如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间电磁感应如图所示,平行导轨a、b和平行导轨c、d在同一平面内,两导轨分别和两线圈相连接,匀强磁场的方向垂直两导轨所在的平（2011•浙江一模）如图所示，在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨（电阻不计），导轨间距为L，导轨左端连接一个（2012•广州二模）如图所示，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面．金属棒ab与导轨垂直且如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，金属棒ab的质量为m，电阻为r，放在导轨上且与（2013•湛江一模）两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和 &n （2013•扬州一模）如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨POQ固定在水平桌面上，导轨间的夹角为θ，导轨单位长度的电阻为（2012•湛江一模）如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，两导轨相距为L，