题目内容
【题目】如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.2m的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U=4V的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度大小B=5T、方向垂直斜面向上的匀强磁场.今将一根长为L、质量为m=0.2kg、电阻r=1.0Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25,已知金属棒下滑到速度稳定时,小灯泡恰能正常发光,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)金属棒刚开始运动时的加速度大小为多少?
(2)金属棒稳定下滑时所受安培力为多少?
(3)金属棒稳定下滑时的速度大小为多少?
【答案】(1)a=4 m/s2;(2);(3)v=4.8 m/s
【解析】
(1)金属棒刚开始运动时初速度为零,不受安培力作用,由牛顿第二定律得:
mgsin θ﹣μmgcos θ=ma,
代入数据得:a=4 m/s2.
(2)设金属棒稳定下滑时的速度为v,感应电动势为E(金属棒的有效长度为L),回路中的电流为I,由平衡条件得:mgsin θ=+μmgcos θ
解得:
(3)由闭合电路欧姆定律得I
由法拉第电磁感应定律得E=BLv
联立解得:v=4.8 m/s
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目