题目内容
如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L= 0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B= 0.5T。一质量为m = 0. lkg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0 = 2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系
![]()
(1) 电流为零时金属杆所处的位置
(2) F=-0.18N,"-"说明F指向x轴负方向或 F=-0.22N,"-"说明F指向x轴负方向。
(3)当
时,
。F指向x轴正方向。
当
时,
。F指向x轴负方向。
解析:
(1) 电流为零时金属杆所处的位置
(2) 电流的最大值![]()
金属直杆在向右运动的过程中,
,得F=-0.18N,"-"说明F指向x轴负方向。
金属直杆在向右运动的过程中,
,得F=-0.22N,"-"说明F指向x轴负方向。
(3)由
,得![]()
所以,当
时,
。F指向x轴正方向。
当
时,
。F指向x轴负方向。
练习册系列答案
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