题目内容

【题目】水平面上两根足够长的金属导轨平面固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(如左下图),金属杆与导轨的电阻忽略不计,均匀磁场竖直向下,用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动,当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变好,vF的关系如图,(取重力加速度

1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?

2)若m=05kgL=05mR=0,磁感应强度B为多大?

3)由v-t图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?

【答案】(1)加速度减小的变加速直线运动(21T3)动摩擦因数,04

【解析】试题分析:(1)金属杆在匀速运动之前,水平方向受到拉力F和向左的滑动摩擦力f和安培力

可知,安培力大小与速度大小成正比,开始阶段,拉力大于安培力和滑动摩擦力之和,

金属杆做加速运动,随着速度的增大,安培力增大,合力减小,加速度减小,故金属杆在匀速运动之前做加速度减小的变加速直线运动.

2)杆产生的感应电动势,感应电流,杆所受的安培力

当杆匀速运动时,合力为零,则有,代入得,则得

由图线2得直线的斜率,则得,解得

3v-F图象横轴截距表示物体受到的摩擦力;

由图示图象可知,由图象的截距得,滑动摩擦力,则得

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