题目内容

两足够长的平行金属导轨间的距离为L,导轨光滑且电阻不计,导轨所在的平面与水平面夹角为θ.在导轨所在平面内,分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上,在外力作用下保持静止,导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R1.完成下列问题:

(1)如图甲,金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源。撤去外力后导体棒仍能静止.求直流电源电动势;
(2)如图乙,金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻,撤去外力让导体棒由静止开始下滑.在加速下滑的过程中,当导体棒的速度达到v时,求此时导体棒的加速度;
(3)求(2)问中导体棒所能达到的最大速度。

(1);(2)a=gsingq- ;(3)

解析试题分析: (1) 回路中的电流为 
导体棒受到的安培力为 
对导体棒受力分析知 
联立上面三式解得: 
(2)当ab杆速度为v时,感应电动势E=BLv,此时电路中电流
 (1分)导体棒ab受到安培力F=BIL= 
根据牛顿运动定律,有 ma=mgsinq-F = mgsinq- 
a=gsingq-
(3)当=mgsinq时,ab杆达到最大速度vm

考点:导体切割磁感线时的感应电动势,闭合电路欧姆定律,牛顿第二定律,

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