解答题 较难0.4 引用2 组卷686
定值电阻、电容器、电感线圈是三种常见的电路元件,关于这几个元件有如下结论:
①一个定值电阻R满足关系;
②一个电容器的电容为C,两极板间电压为U时,储存的能量为;
③一个电感线圈的自感系数为L,自感电动势,式中为电流变化率;通过的电流为I时,储存的能量为。
如图所示,足够长的光滑金属框架竖直放置,顶端留有接口a、b,两竖直导轨间距为d。一质量为m、长度为d的金属棒始终与竖直导轨接触良好,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直,重力加速度为g。不计空气阻力,不计框架和金属棒的电阻及电磁辐射的能量损失。
(1)若在a、b间接入一个阻值为R的定值电阻,现从静止释放金属棒,求金属棒的最终速度大小v1;
(2)若在a、b间接入一个电容为C的电容器,现从静止释放金属棒,求当电容器两极板间电压为时,金属棒下落的高度h;
(3)若在a、b间接入一个电阻不计、自感系数为L的电感线圈,现从静止释放金属棒,求金属棒下落过程中的最大速度v2。
①一个定值电阻R满足关系;
②一个电容器的电容为C,两极板间电压为U时,储存的能量为;
③一个电感线圈的自感系数为L,自感电动势,式中为电流变化率;通过的电流为I时,储存的能量为。
如图所示,足够长的光滑金属框架竖直放置,顶端留有接口a、b,两竖直导轨间距为d。一质量为m、长度为d的金属棒始终与竖直导轨接触良好,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直,重力加速度为g。不计空气阻力,不计框架和金属棒的电阻及电磁辐射的能量损失。
(1)若在a、b间接入一个阻值为R的定值电阻,现从静止释放金属棒,求金属棒的最终速度大小v1;
(2)若在a、b间接入一个电容为C的电容器,现从静止释放金属棒,求当电容器两极板间电压为时,金属棒下落的高度h;
(3)若在a、b间接入一个电阻不计、自感系数为L的电感线圈,现从静止释放金属棒,求金属棒下落过程中的最大速度v2。
2024·北京朝阳·二模
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