题目内容
【题目】如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略,现在让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由b向a方向看到的装置下图所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当杆ab的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.
【答案】(1)重力mg,竖直向下 支撑力N,垂直斜面向上 安培力F,沿斜面向上(2)
(3)
【解析】试题分析:(1)AB杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)当AB加速下滑时,感应电动势为:E=Blv
AB杆中的电流为:I=E/R=Blv/R
安培力:F=BIl
加速度为:
(3)当A=0时,即GSinθ=F时,AB杆的速度可以达到最大值
所以,
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