题目内容
光滑的平行金属导轨长L=2.0m,两导轨间距离d=0.5m,导轨平面与水平面的夹角为,导轨上端接一阻值为R=0.5的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,如图所示。有一不计电阻、质量为m=0.5kg的金属棒ab,放在导轨最上端且与导轨垂直。当金属棒ab由静止开始自由下滑到底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量为Q=1J,g=10m/s2,则:
指出金属棒ab中感应电流的方向。
棒在下滑的过程中达到的最大速度是多少?
当棒的速度为v=2 m/s时,它的加速度是多大
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【小题1】由b指向a;;
【小题2】m/s
【小题3】m/s2
解析:
【小题1】由右手定则,棒中感应电流方向由b指向a
【小题2】棒做加速度逐渐减小的变加速运动,棒到达底端时速度最大,由能量守恒定律得
解得 m/s
【小题3】当棒的速度为v时,感应电动势 E=Bdv
感应电流 棒所受安培力F=BId
当棒的速度为v=2 m/s时,F=1 N 由牛顿第二定律得
解得棒的加速度 m/s2
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