题目内容
(1)M、N间的电势差应为多少?
(2)若ab棒匀速运动,则其运动速度大小等于多少?方向如何?
(3)维持棒匀速运动的外力为多大?
分析:(1)粒子在两板间恰能做匀速直线运动,所受的电场力与洛仑兹力相等,列式即可求解;
(2)洛仑兹力方向向上,则电场力方向向下,UMN>0,ab棒应向右做匀速运动,根据欧姆定律、感应电动势公式及电压关系即可求解;
(3)因为只有cd端上有电流,根据安培力公式F=BIL即可求解.
(2)洛仑兹力方向向上,则电场力方向向下,UMN>0,ab棒应向右做匀速运动,根据欧姆定律、感应电动势公式及电压关系即可求解;
(3)因为只有cd端上有电流,根据安培力公式F=BIL即可求解.
解答:解:(1)粒子在两板间恰能做匀速直线运动,所受的电场力与洛仑兹力相等,即:
Eq=qv0B
q=qv0B
所以:U=Bdv=0.7V
(2)洛仑兹力方向向上,则电场力方向向下,UMN>0,ab棒应向右做匀速运动
Ucd=
R
U=Uac+Ucd+Uab
即
R+B(Lac+Lab)v=U
解得:v=8m/s
(3)因为只有cd端上有电流,受到安培力F=BILcd
得:F=B
Lcd=
=0.05N
答:(1)M、N间的电势差应为0.7V;
(2)若ab棒匀速运动,则其运动速度大小等于8m/s,方向向右;
(3)维持棒匀速运动的外力为0.05N
Eq=qv0B
| U |
| d |
所以:U=Bdv=0.7V
(2)洛仑兹力方向向上,则电场力方向向下,UMN>0,ab棒应向右做匀速运动
Ucd=
| BLcdv |
| R+rcd |
U=Uac+Ucd+Uab
即
| BLcdv |
| R+rcd |
解得:v=8m/s
(3)因为只有cd端上有电流,受到安培力F=BILcd
得:F=B
| BLcdv |
| R+rcd |
| B2Lcd2v |
| R+rcd |
答:(1)M、N间的电势差应为0.7V;
(2)若ab棒匀速运动,则其运动速度大小等于8m/s,方向向右;
(3)维持棒匀速运动的外力为0.05N
点评:粒子在磁场中运动的问题,关键是确定轨迹半径;导体棒导体切割类型,是电磁感应、电路与力学知识的综合,从力和能两个角度研究.
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