题目内容
如图所示,两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成=37o角,导轨间距离L=0.6 m,其上端接一电容和一固定电阻,电容C=10F,固定电阻
??。导体棒ab与导轨垂直且水平,其质量m=3×10-2kg,电阻r=0.5。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,已知磁感应强度B=0.5T,取g=10 m/s2,sin 37o=0.6,cos 37o=0.8。现将ab棒由静止释放,当它下滑的速度达到稳定时,求:
(1) 此时通过ab棒的电流;
(2) ab棒的速度大小;
(3) 电容C与a端相连的极板所带的电荷量。
(1) I=0.60A (2) v=10m/s (3) 2.7 ×10-5C
解析:
(1)ab棒受沿斜面向上的安培力F=BIL,稳定时以速度v匀速下滑。
此时ab棒受力平衡有 BIL=mg sin 37o
解得 I=0.60A
(2)闭合电路有 E=I(R+r)=0.60A ×(4.5+0.5)=3.0V
再由ab棒下滑产生感应电动势E=BLv
解得 v=10m/s
(3)由感应电流方向判定电容C与a端相连的极板带正电荷
电荷量 Q=CUR=CIR=2.7 ×10-5C
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