滑轨问题v=0,2杆受到恒定水平外力作用光滑平行导轨规律开始两杆做变加速运动,稳定时,两杆以相同的加速度做匀变速运动杆1做变减速运动,杆2做变加速运动,稳定时,两杆的加速度为0,以相同速度做匀速运动分析m1=m2r1=r2l1=l2m1=m2r1=r2l1=l2示意图v1≠0v2=0,不受其它水平外力作用。光滑平行导轨条件21vt00vt21B21vB21F随着越来越高的摩天大楼在各地落成,而今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经不适应现代生活的需求。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这些钢索会由于承受不了自身的重力,还没有挂电梯就会被拉断。为此,科学技术人员开发一种利用磁力的电梯,用磁动力来解决这个问题。如图所示是磁动力电梯示意图,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2,B1=B2=1.0T,B1和B2的方向相反、两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内(电梯轿厢在图中未画出),并且与之绝缘。已知电梯载人时的总质量为4.75×103kg,所受阻力f=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd=2.0m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lad相同,金属框整个回路的电阻R=9.0×10-4Ω,g取10m/s2。假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度匀速上升,求:(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向;(2)磁场向上运动速度v0的大小;(3)该磁动力电梯以速度v1向上匀速运行时,提升轿厢的效率。解:(1)(6分)因金属框匀速运动,所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和,设当电梯向上匀速运动时,金属框中感应电流大小为I①(2分)②(2分)由①②式得金属框中感应电流I=1.2×104A(1分)图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向(1分)(2)(5分)金属框中感应电动势③(2分)金属框中感应电流大小④(2分)由③④式得v0=12.7m/s(1分)(3)(9分)金属框中的焦耳热为:P1=I2R=1.3×105W(2分)重力功率为:P2=mgv1=4.75×105W(2分)阻力的功率为:P3=fv1=5×103W(2分)提升轿厢的效率100%(2分)77.9%(1分)1、(楞次定律的应用和图像)如图甲所示,存在有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧相距为L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直.现使线框以速度v匀速穿过磁场区域以初始位置为计时起点,规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正,B垂直纸面向里时为正,则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流、和电功率的四个图象描述不正确的是()2、(电磁感应中的动力学分析)如图所示,固定在绝缘水平面上的的金属框架cdef处于竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab电阻为r,跨在框架上,可以无摩擦地滑动,其余电阻不计.在t=0时刻,磁感应强度为B0,adeb恰好构成一个边长为L的正方形.⑴若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,增加率为k(T/s),用一个水平拉力让金属棒保持静止.在t=t1时刻,所施加的对金属棒的水平拉力大小是多大?⑵若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属棒以速度v向右匀速运动时,可以使金属棒中恰好不产生感应电流.则磁感应强度B应怎样随时间t变化?写出B与t间的函数关系式.3、(电磁感应中的能量问题)如图甲所示,相距为L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab.(1)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其速度一位移的关系图象如图乙所示(图中所示量为已知量).求此过程中电阻R上产生的焦耳QR及ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小a.(2)若ab杆固定在导轨上的初始位置,使匀强磁场保持大小不变,绕OO′轴匀速转动.若从磁场方向由图示位置开始转过的过程中,电路中产生的焦耳热为Q2.则磁场转动的角速度ω大小是多少?4、如图,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上,并与之密接;棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出)...