题目内容


如图所示,相互平行的长直金属导轨MN、PQ位于同一水平面上,导轨间距离为d=1m,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=0.5T,导轨上放置着与导轨垂直质量均为m=0.5kg、电阻均为R=0.8Ω相互平行的导体棒a、b,导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,不计导轨及接触处的电阻,认为最大静摩擦等于滑动摩擦力.对导体棒a施加平行于导轨的外力F使其运动,导体棒a、b之间距离最够大,求当导体棒a速度多大时,导体棒b会开始运动.


考点:

导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.

专题:

电磁感应——功能问题.

分析:

导体棒b刚开始运动时所受的安培力等于最大静摩擦力.由平衡条件可求得此时的感应电流.由E=BIL求出电动势,再由公式E=Bdv求出速度.

解答:

解:导体棒b刚开始运动时,设电路电流为I,安培力为:FB=BId,

由平衡条件得:BId=μmg,

可得:I=

又I==

则得 v==

代入数据得:v=6.4m/s;

答:当导体棒a速度6.4m/s时,导体棒b会开始运动.

点评:

本题是电磁感应与力学相结合的综合题,分析清楚运动过程,应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、平衡条件即可正确解题.

 

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