题目内容
如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距0.2 m,金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab的电阻为0.4 Ω,导轨电阻不计,导轨ab的质量为0.2 g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2 T,且磁场区域足够大,当ab导体自由下落0.4 s时,突然接通电键K,则:
(1)试说出K接通后,ab导体的运动情况.
(2)ab导体匀速下落的速度是多少?(g取10 m/s2)
答案:
解析:
解析:
[分析解答](1)闭合K之前导体自由下落的末速度为v0=gt=4(m/s) K闭合瞬间,导体产生感应电动势,回路中产生感应电流.ab立即受到一个竖直向上的安培力.
此刻导体棒所受到合力的方向竖直向上,与初速度方向相反,加速
所以,ab做竖直向下的加速度逐渐减小的变减速运动.当速度减小至F安=mg时,ab做竖直向下的匀速运动.
[评析]本题的最大的特点是电磁学知识与力学知识相结合.这类的综合题本质上是一道力学题,只不过在受力上多了一个感应电流受到的安培力.分析问题的基本思路还是力学解题的那些规矩.在运用牛顿第二定律与运动学结合解题时,分析加速度与初速度的关系是解题的最关键的第一步.因为加速度与初速度的关系决定了物体的运动. |
练习册系列答案
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如图所示,竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环,其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L.劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O,下端连接一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的小环,小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘,整个装置处在水平向右的匀强电场中.将小环从A点由静止释放,小环运动到B点时速度恰好为0.已知小环在A、B两点时弹簧的弹力大小相等,则( )
A、小环从A点运动到B点的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大 | ||
B、小环从A点运动到B点的过程中,小环的电势能一直增大 | ||
C、电场强度的大小E=
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D、小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mg+
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