题目内容
如图所示,两根很长的光滑平行导轨相距L,放在一水平面内,其左端接有电容C,阻值为R1和R2的电阻。整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F的水平恒力拉棒
,使它沿垂直于棒的方向向右运动,棒与导轨的电阻不计,试求:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241905048553553.jpg)
(1)棒
运动的最大速度。
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容放电瞬间棒受到的安培力大小和方向。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190504559373.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241905048553553.jpg)
(1)棒
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190504559373.png)
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容放电瞬间棒受到的安培力大小和方向。
(1)
(2)
F 方向向右
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505183772.png)
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试题分析:(1)当棒的速度达到最大时,外力的功率等于回路消耗的热功率。
即E2/R1=F
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505807367.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505807367.png)
由①②两式解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505183772.png)
另解:当安培力等于外力F时,棒的速度达到最大,则
F=BIL (1分) 其中 I=E/R1(1分) E=BL
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505807367.png)
由以上三式解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505183772.png)
(2)电容放电时电流方向从b到a,根据左手定则可知安培力方向向右。(1分)
安培力大小
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190507382530.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190507663729.png)
解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824190505495573.png)
点评:本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,安培力是联系力与电磁感应的桥梁,
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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