题目内容

【题目】如图所示,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨,间距为l=0.5m,导轨上端接有电阻R=1.0Ω,导轨电阻忽略不计.空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外.质量为m=0.02kg、电阻不计的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下滑,下落一定高度后以v0=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好.已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,求:

1)金属杆刚进入磁场区域时的感应电流大小及方向;

2)金属杆刚进入磁场区域时的加速度;

3)若金属杆进入磁场区域后又下落h= 0.2m,接着以v匀速运动,求v大小及这0.2m内流过金属杆的电量。

【答案】1I=0.5A 方向:NM2a=5m/s2 方向:竖直向下. 3v=5m/s q= 0.04C

【解析】

1)根据,根据右手定则判断,电流方向NM

2)金属杆受到的安培力:,根据牛顿第二定律,计算解得:

3)匀速时,有,,联立解得,通过截面电量

练习册系列答案
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【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。则:

1)下面是实验的主要步骤:

安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

向气垫导轨通入压缩空气;

把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终与导轨在水平方向上;

使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片;

把滑块2放在气垫导轨的中间;

先接通打点计时器的电源,然后放开滑块1,让滑块带动纸带一起运动;

取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图所示;

测得滑块1的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g

2)由于打点计时器每隔0.02s打一个点,那么,两滑块相互作用以前滑块1的速度v_____m/s。系统的总动量为_____kgm/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为_____kgm/s(结果保留三位有效数字)。

3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_____

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