题目内容

如图所示,平行导轨MNPQ相距0.5 m,电阻可忽略.其水平部分是粗糙的,置于0.60 T竖直向上的匀强磁场中,倾斜部分是光滑的,该处没有磁场.导线ab质量均为0.20 kg,电阻均为0.15 ab相距足够远,b放在水平导轨上.a从斜轨上高0.050 m处无初速释放.求:

(1)回路的最大感应电流是多少?

(2)如果导线与导轨间的动摩擦因数-0.10,当导线b的速率达到最大值时,导线a的加速度是多少?

答案:
解析:

  (1)a棒在没有磁场的倾斜轨道上下滑时,机械能守恒,进入水平轨道时a棒的速度vm

  

  此时a棒速度最大,进入磁场切割磁感线,产生的感应电流最大

  ;

  (2)当a、b棒组成的闭合回路中有感应电流时,a、b棒都受安培力作用,a棒受安培力向右、摩擦力向右,b棒受安培力向左,摩擦力向右.

  

  因为F>f所以b棒开始向左加速.a棒是向左做减速运动,b棒的速度增大时,电路中的感应电流减小,b棒受的安培力在减小,当电流减为I'时b棒匀速运动,这时满足:

  

  此时a棒受到的摩擦力和安培力方向都向右,a棒的加速度.

  

  a=


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