题目内容
10.(1)导轨对杆ab的阻力大小f;
(2)通过杆ab电流的方向及棒最终匀速运动的速度.
分析 (1)在磁场区外,根据运动学计算公式求解加速度,由牛顿第二定律可求得f.
(2)根据右手定则判断电流方向,由安培力的大小表达式及共点力的平衡条件求解速度大小.
解答 解:(1)杆进入磁场前做匀加速运动,由牛顿第二定律得F-f=ma----①
由运动学公式得s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$-----②
解得导轨对杆的阻力为f=F-$\frac{2mS}{{t}^{2}}$;
(2)根据右手定则可知,杆中的电流方向自a向b;
匀速运动时,根据共点力的平衡条件可得:F=f+F安,
根据安培力的计算公式可得:F安=BId=$\frac{{B}^{2}{d}^{2}v}{R+r}$,
联立解得:v=$\frac{2mS(R+r)}{{B}^{2}{d}^{2}{t}^{2}}$.
答:(1)导轨对杆ab的阻力大小为F-$\frac{2mS}{{t}^{2}}$;
(2)通过杆ab电流的方向自a向b;棒最终匀速运动的速度为$\frac{2mS(R+r)}{{B}^{2}{d}^{2}{t}^{2}}$.
点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,重点是分析安培力作用下物体的平衡问题;另一条是能量,分析电磁感应现象中的能量如何转化是关键.
练习册系列答案
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19.
一质量为2kg的物体受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直线运动时的at图象如图所示,t=0时其速度大小为2m/s,滑动摩擦力大小恒为2N,则( )
| A. | t=6 s时,物体的速度为18 m/s | |
| B. | 在0~6 s内,合力对物体做的功为400 J | |
| C. | 在0~6 s内,拉力对物体的冲量为36 N•s | |
| D. | t=6 s时,拉力F的功率为200 W |
20.
如图,在光滑的水平面上,有一质量为M=3kg的木板,木板上有质量为m=1kg的物块.它们都以v=3m/s的初速度反向运动,它们之间有摩擦,且木板足够长,当木板的速度为1.8m/s时,物块的运动情况是( )
| A. | 做减速运动 | B. | 做匀速运动 | ||
| C. | 做加速运动 | D. | 以上运动都有可能 |
17.
图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是( )
| A. | 该波沿-x方向传播 | B. | 波速为1 m/s | ||
| C. | 质点a经4 s振动的路程为4 m | D. | 此时刻质点a的速度沿+y方向 | ||
| E. | 质点a在t=2 s时速度为零 |
5.
一列向x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图,A、B、C分别是x=0、x=1m和x=2m处的三个质点.已知该波波速为1m/s,则( )
| A. | 在第1s内回复力对质点A做正功 | |
| B. | 在第2s内回复力对质点B做负功 | |
| C. | 在第1s内回复力对质点A和C做功相同 | |
| D. | 在2s内回复力对质点B和C做功相同 |
19.
甲、乙两质点同时从坐标原点出发沿x轴正方向运动,其位置坐标x随时间t的变化关系如图所示,其中甲质点的图象是过坐标原点的倾斜直线,乙质点的图象是顶点在坐标原点的抛物线,若两质点的图象在t1时刻相交,则( )
| A. | 甲、乙之间的距离一直在增大 | |
| B. | $\frac{{t}_{1}}{2}$时刻乙的速度等于甲的速度 | |
| C. | t1时刻乙的速度等于甲的速度的2倍 | |
| D. | 0~t1时间内,乙的平均速度大于甲的平均速度 |