题目内容

如图所示,两根金属轨道之间的距离为L,轨道水平部分有竖直向上的匀强磁场B,一质量为m的金属杆a在离地h的高处从静止开始沿弧形轨道下滑,一根质量为2 m的金属杆b原来静止放置在水平轨道上,水平轨道足够长,设金属杆ab不会相碰,金属杆ab的电阻都是R,其它电阻不计,不计任何摩擦,求:

(1)ab的最终速度是多大?

(2)当a的速度变为进入磁场时的一半时,a的加速度是多大?

答案:
解析:

  解:(1)设金属杆a滑至水平轨道时速率为v1

  由机械能守恒,有=mgh(1分)

  得:v1(1分)

  a进入水平轨道后,发生电磁感应,产生感应电流,使金属杆ab受到等大反向的安培力,由分析可知,金属杆ab最终将以相同的速率v2向右运动,把金属杆ab视为系统,由动量守恒有:mv1=(m+2m)v2(1分)

  解得v2(1分)

  (2)当金属杆a的速度变为原来的一半,即va时,设b的速度为vb,由动量守恒,有:(2分)

  a棒产生的感应电动Ea=vaBL(1分),b棒产生的感应电动势Ea=vbBL(1分),

  两电动势方向相反,所以回路总电动势E=Ea=-Eb(1分)

  流过a棒的电流I=(1分)

  a棒所受安培力为F=IBL(1分)

  a棒的加速度a=(1分)

  以上各式联立解得:a=(2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