题目内容

如图所示,足够长的平行金属导轨ab、cd相距L,处于匀强磁场B1中,B1的方向与所在导轨所在平面垂直,导轨平面与水平面之间的夹角为。导轨下端分别通过长为2L的两根平行直导线be、df与一个电阻R相连。平面befd内处处都有竖直向上的匀强磁场B2中,磁场方向与平面垂直。有一质量为m的金属棒GH放在导轨上,棒与导轨垂直且接触良好,棒与导轨之间的动摩擦因数为,金属棒、导轨、导线电阻均不计。使金属棒从静止开始下滑,测得金属棒匀速下滑时的速度为。为了使金属棒GH在导轨上保持静止不动,可以使B2随时间均匀增大,试求满足条件的匀强磁场B2的变化率
(19分)当金属棒匀速下滑时,根据牛顿运动定律有 mgsinθμmgcosθ=F (3分)且 F=B1IL I=E/R E=B1Lv可得 mgsinθμmgcosθ= B12L2v/R (3分)当B2随时间均匀增大时,平面befd中产生感应电动势E,由法拉第电磁感应定律可知E=2L2ΔB2/Δt (3分)如果摩擦力方向向上,则只需E=E,即可保持金属棒静止不动,因此有2L2ΔB2/Δt= B1Lv可得 ΔB2/Δt= B1v /2L (3分)如果摩擦力方向向下,则有 mgsinθ+μmgcosθ=F′ (2分)且 F′=B1IL=2B1L3ΔB2/RΔt解得 ΔB2/Δt= mg(sinθ+μcosθR/2B1L3 (3分)即ΔB2/Δt的范围是 [B1v /2Lmg(sinθ+μcosθR/2B1L3] (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