题目内容
如图甲所示,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,导轨和金属杆的电阻可忽略。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。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,重力加速度为g。
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑时,当ab杆的速度大小为υ时,求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。
(1)受力分析如图示 ————————4分
(2)当ab加速下滑时,感应电动势为:E=Blv———1分
ab杆中的电流为:I=E/R=Blv/R——————1分
为安培力:F=BIl——————————1分
加速度为:a=(GSinθ—F)/m= (mgSinθ—Blv/R)/m——2分
(3)当a=0时,即GSinθ=F时ab杆的速度可以达到最大值。————————1分
mgSinθ=Bl—————————2分
所以, V=Sinθ———————2分
解析:
略
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