题目内容

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;

(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.

(g=10rn/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8)

 

(1) 4m/s2 (2)10m/s (3) 0.4T 磁场方向垂直导轨平面向上

解析:本题考查电磁感应与牛顿定律的结合,根据安培力的效果总是阻碍磁通量的变化可判断出安培力方向,再由牛顿第二定律列式求解

 (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma     (2分)

由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2                            (2分)     

(2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡

mgsinθ一μmgcos0一F=0                         (2分)           

此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:Fv=P          

由③、④两式解得v=10m/s          (2分)

 (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B    (2分)

P=I2R                                                    

解得      (1分)磁场方向垂直导轨平面向上   (1分)

 

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网