题目内容

如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已知金属棒电阻为0.5Ω,质量为0.5kg,ab长为25cm,B=2T(g取10m/s2),将金属棒由静止释放后,求:

(1)刚释放时,金属棒的加速度;

(2)金属棒下滑的最大速度vmax??;

(3)当速度为5m/s时, 棒的加速度。

(1)10m/s2

(2)

(3)


解析:

(1)刚释放时,框中没有感电流产生,不受安掊力作用(1分),ab在重力作用下向下运动,加速度为:

a=g=10m/s2,或=10m/s2(2分)(得出a=g就给分)

(2)ab在重力作用下将向下滑动,切割磁感线。故而框中将有感电流产生。由楞次定律可知,此时ab将会受到一个与运动方向相反的安培力作用。

当v↑→E↑→I↑→F↑,故F合=(mg-F安)↓。即ab将做加速度逐渐减小的加速运动。当F=mg时,加速度为0,做匀速运动,此时速度最大。(2分,只给出结论,没分析也给分。)

∵F安=mg,(1分)

 (1分)

E=BLv(1分)

又F安=BIL(1分)

∴BIL=mg

即(1分)

代入数据得: (1分)

 (3)因,所以

故:(1分)

     

       

      

       得 (1分)

代入数据得:(1分)

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