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:
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(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)
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得
(1分)
代入数据得:
(1分)
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