题目内容
如图所示,导体棒AB的质量为10g,电阻为5Ω,它能沿着竖直平行、相距0.5m、足够长的光滑轨道M、N滑动。导轨处在磁感应强度大小为0.5T,方向如图所示的垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计。(g=10m/s2)(1)当双刀双掷开关倒向ab(ab间为导线)时,求导体棒AB下滑的稳定速度。
(2)当导体棒AB以(1)中的稳定速度匀速下滑时,将双刀双掷开关迅速倒向cd,与电动势为2V、内阻不计的电源接通,求接通瞬时导体棒AB的加速度。
(19分)解:(1)当双刀双掷开关倒向ab时,导体AB下滑达到稳定速度时,导体AB所受重力与导体AB所受的安培力大小相等、方向相反。
①
② F=BIL ③ mg=F ④ 解得
⑤ (2)由(1)问可知,当导体AB稳定时,E=BLvm=2′V⑥。电源的电动势为E′=2V,所以当AB稳定下滑时,将双刀双掷开关迅速倒向cd时,设电路中的电流为
⑦由牛顿第二定律有 BI2L-mg=ma ⑧解得a=10m/s2,方向竖直向上 ⑨评分参考:①②③⑤⑥⑦⑧⑨各2分,④3分。
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