题目内容
如图所示,竖直放置的平行金属导轨EF和GH两部分导轨间距为2L,IJ和MN两部分导轨间距为L.整个装置处在水平向里的匀强磁场中,金属杆ab和cd的质量均为m,可在导轨上无摩擦滑动,且与导轨接触良好.现对金属杆ab施 加一个竖直向上的作用力F,使其匀速向上运动,此时cd处于静止状态,则力F的大小为( )
分析:当ab杆向上切割磁感线,从而产生感应电动势,出现感应电流,产生安培力.安培力对于cd来说与其重力平衡,对于ab来说与重力三合起来与拉力相平衡.因此通过安培力的大小公式可分别求出两杆的受到的安培力大小,即可求解.
解答:解:ab杆向上切割磁感线,从而产生感应电动势为E=BLv,出现感应电流I=
,安培力大小为F安=BI?2L,
对于cd来说,受到的安培力为F安=BI?L,且F安′=BI?L=mg,
由于金属杆ab施 加一个竖直向上的作用力F,使其匀速向上运动,所以F=mg+F安
综上可得,F=mg+2mg=3mg,故C正确;ABD错误;
故选:C
E |
R |
对于cd来说,受到的安培力为F安=BI?L,且F安′=BI?L=mg,
由于金属杆ab施 加一个竖直向上的作用力F,使其匀速向上运动,所以F=mg+F安
综上可得,F=mg+2mg=3mg,故C正确;ABD错误;
故选:C
点评:考查杆切割磁感线产生感应电动势,出现感应电流,产生安培力,注意安培力的有效切割长度,同时运用受力平衡条件.
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