题目内容
(2009?福建)如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程( )
分析:导体在恒力作用下向左先做加速运动后做匀速运动,此时速度达到最大,根据平衡条件和安培力的表达式FA=
求解最大速度.由q=
求解电量.根据功能关系分析
恒力F做的功与摩擦力做的功之和与动能的变化量、恒力F做的功与安培力做的功之和与动能变化量的关系.
B2L2v |
R+r |
△Φ |
R+r |
恒力F做的功与摩擦力做的功之和与动能的变化量、恒力F做的功与安培力做的功之和与动能变化量的关系.
解答:解:A、设杆的速度最大值为v,此时杆所受的安培力为FA=
=
,而且杆受力平衡,则有F=FA+μmg,解得,v=
.故A错误.
B、流过电阻R的电荷量为q=
=
.故B正确.
C、D根据动能定理得:恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量,而摩擦力做负功,安培力也做负功,则知恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量,恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量.故C错误,D正确.
故选BD
B2L2v |
R+r |
B2d2v |
R+r |
(F-μmg)(R+r) |
B2d2 |
B、流过电阻R的电荷量为q=
△Φ |
R+r |
Bdl |
R+r |
C、D根据动能定理得:恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量,而摩擦力做负功,安培力也做负功,则知恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量,恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量.故C错误,D正确.
故选BD
点评:本题是收尾速度问题,从力和能两个角度分析,关键掌握两个经验公式:安培力FA=
,感应电量q=
.
B2L2v |
R+r |
△Φ |
R+r |
练习册系列答案
相关题目