题目内容
【题目】如图所示,两平行光滑金属导轨与水平面的夹角为30°,导轨一端接有电源,电源电动势为,内阻为
Ω,导轨宽度为
,导轨间横跨一根电阻为
Ω的导体棒,棒的质量为
,棒系在轻绳的一端,另一端绕过定滑轮悬挂一个质量为
的物块,匀强磁场垂直于导轨所在平面向下,已知导轨电阻可忽略不计,滑轮左侧轻绳与导轨平行,重力加速度
。
(1)若释放导体棒后,棒保持静止状态,则磁感应强度B为多大?
(2)若磁感应强度,则释放导体棒瞬间,轻绳的拉力为多大?
【答案】(1)2T;(2)2.4N。
【解析】
(1)设轻绳的拉力为T,对M分析,根据平衡条件有
=30N
对导体棒分析,由左手定则可知,安培力方向沿导轨向下,根据平衡条件有
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得B=2T
(2)若磁感应强度,安培力减小,则M竖直向下加速,导体棒沿导轨向上加速,设加速度为a,轻绳的拉力为
对M,根据牛顿第二定律有
对导体棒,根据牛顿第二定律有
联立解得:2.4N