题目内容
如图所示,有两根平行的光滑金属轨道,与水平方向成α角,上端接有电阻R,轨道足够长,其电阻不计.所处空间有垂直于平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从上由静止滑下,下滑过程杆与轨道接触良好并保持垂直,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大值Vm,则( )A.如果B增大,Vm将变大
B.如果α增大,Vm将变大
C.如果R增大,Vm将变大
D.如果m变小,Vm将变大
【答案】分析:先分析金属杆杆的运动情况:金属杆从轨道上由静止滑下的过程中,切割磁感线产生感应电流,金属棒将受到安培力作用,安培力先小于重力沿斜面向下的分力,后等于重力的分力,金属棒先做变加速运动,后做匀速运动,速度达到最大,由平衡条件和安培力公式F=
得到最大速度的表达式,再进行分析.
解答:解:金属杆受重力、支持力、安培力,开始时重力沿斜面的分力大于安培力,所以金属杆做加速运动.
随着速度的增加,安培力在增大,所以金属杆加速度逐渐减小,当加速度减小到零,速度最大.
当加速度为零时,金属杆做匀速运动,速度最大,则有
mgsinα=BIL,I=
联立得:vm=
.
由上式分析得知:
A、如果B增大,vm将变小,故A错误.
B、如果α增大,vm将变大,故B正确.
C、如果R变大,vm将变大,故C正确.
D、如果m变小,vm将变小,故D错误.
故选BC.
点评:本题第一方面要正确分析金属棒的运动情况,第二方面要熟记安培力的经验公式F安=
,就能正确求解.
解答:解:金属杆受重力、支持力、安培力,开始时重力沿斜面的分力大于安培力,所以金属杆做加速运动.
随着速度的增加,安培力在增大,所以金属杆加速度逐渐减小,当加速度减小到零,速度最大.
当加速度为零时,金属杆做匀速运动,速度最大,则有
mgsinα=BIL,I=
联立得:vm=
由上式分析得知:
A、如果B增大,vm将变小,故A错误.
B、如果α增大,vm将变大,故B正确.
C、如果R变大,vm将变大,故C正确.
D、如果m变小,vm将变小,故D错误.
故选BC.
点评:本题第一方面要正确分析金属棒的运动情况,第二方面要熟记安培力的经验公式F安=
练习册系列答案
相关题目