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】12T;(22.4N

【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

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

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