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
(19分)当金属棒匀速下滑时,根据牛顿运动定律有 mgsinθ-μmgcosθ=F安 (3分)且 F安=B1IL I=E/R E=B1Lv可得 mgsinθ-μmgcosθ= 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安′ (2分)且 F安′=B1IL=2B1L3ΔB2/RΔt解得 ΔB2/Δt= mg(sinθ+μcosθ)R/2B1L3 (3分)即ΔB2/Δt的范围是 [B1v /2L,mg(sinθ+μcosθ)R/2B1L3] (2分)
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