题目内容

(1)导轨对杆ab的阻力大小f.
(2)杆ab中通过的电流及其方向.
(3)导轨左端所接电阻的阻值R.
分析:(1)在磁场区中,由牛顿第二定律可求得f.
(2)由安培力的大小表达式及方向可求得电流的大小与方向.
(3)由欧姆定律可求得电阻阻值.
(2)由安培力的大小表达式及方向可求得电流的大小与方向.
(3)由欧姆定律可求得电阻阻值.
解答:解:(1)杆进入磁场前做匀加速运动,由牛顿第二定律得F-f=ma----①
由运动学公式得 v2=2ad-----②
解得导轨对杆的阻力为f=F-
---------③
(2)杆进入磁场后做匀速运动,设杆受到的安培力为FB,由平衡条件得F=f+FB----④)
杆ab所受的安培力 FB=IBl---------------⑤
解得杆ab中通过的电流I=
-----------⑥
由安培定则可知杆中的电流方向自a流向b
(3)杆产生的感应电动势 E=Blv----------------⑦
杆中的感应电流I=
------⑧
解得导轨左端所接电阻阻值:R=
-r---------⑨
故答案为:(1)导轨对杆的阻力为f=F-
(2)杆ab中通过的电流I=
-杆中的电流方向自a流向b
(3)导轨左端所接电阻阻值:R=
-r
由运动学公式得 v2=2ad-----②
解得导轨对杆的阻力为f=F-
mv2 |
2d |
(2)杆进入磁场后做匀速运动,设杆受到的安培力为FB,由平衡条件得F=f+FB----④)
杆ab所受的安培力 FB=IBl---------------⑤
解得杆ab中通过的电流I=
mv2 |
2Bld |
由安培定则可知杆中的电流方向自a流向b
(3)杆产生的感应电动势 E=Blv----------------⑦
杆中的感应电流I=
E |
R+r |
解得导轨左端所接电阻阻值:R=
2B2l2d |
mv |
故答案为:(1)导轨对杆的阻力为f=F-
mv2 |
2d |
(2)杆ab中通过的电流I=
mv2 |
2Bld |
(3)导轨左端所接电阻阻值:R=
2B2l2d |
mv |
点评:对物体受力分析时把安培力当作一平常力列入物体受力;会熟练应用安培力表达式进行求解问题.

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