题目内容

14.质量为m、长为L的导体棒MN电阻为R,起初静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向右上方,求开关闭合瞬间导体棒的加速度.

分析 根据左手定则来确定通电导线的安培力的方向,闭合电路欧姆定律与安培力公式结合可求出其力的大小,最后由牛顿第二定律来确定导体棒瞬间的加速度

解答 解:由闭合电路欧姆定律可知,I=$\frac{E}{R}$;
根据安培力公式:F=BIL
解得:F=$\frac{BLE}{R}$
根据受力分析可知,物体受到的合外力为Fsinα;
根据牛顿第二定律可得:
Fsinα=ma
解得:a=$\frac{BELsinθ}{m}$
答:开关闭合瞬间导体棒的加速度为$\frac{BELsinθ}{m}$.

点评 本题考查了闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、安培力的大小公式及力的分解,注意左手定则与右手定则的区别.同时注意安培力的方向与导轨的夹角.

练习册系列答案
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5.用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落.

(1)除了图示的实验器材,下列实验器材中还必须使用的是AB(填字母代号).
A.交流电源    B.刻度尺   C.秒表     D、天平(带砝码)
(2)该实验中,需要测量物体由静止开始下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t.通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h.
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
以上方案中只有一种最合理,最合理的是D(填字母代号).
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图2所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量△EP=-mghB,动能的变化量△EK=$\frac{1}{2}m(\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T})^{2}$.

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