题目内容
5.(1)导体棒能达到的最大速度大小vm;
(2)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒的加速度大小a.
分析 (1)导体棒能达到的最大速度时,受力平衡,做匀速直线运动,由平衡条件和安培力公式结合求解最大速度.
(2)先推导出安培力,再根据牛顿第二定律求解加速度a.
解答 解:(1)导体棒达到最大速度vm时受力平衡,有:F=F安
此时有:F安=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{m}}{R}$,
代入数据解得:vm=12.5m/s;
(2)导体棒的速度v=5.0m/s时,感应电动势为:
E=BLv=0.4×0.5×5V=1.0V
导体棒上通过的感应电流为:
I′=$\frac{E}{R}$=$\frac{1.0}{0.5}$A=2A
导体棒受到的安培力为:
F′安=BI′L=0.4×2×0.5N=0.40N
根据牛顿第二定律,解得:
a=$\frac{F-{F′}_{安}}{m}$=1.2m/s2.
答:(1)导体棒能达到的最大速度大小为12.5m/s;
(2)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒的加速度大小为1.2m/s2.
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导体棒的平衡问题,根据平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解.
练习册系列答案
相关题目
5.
质量为m、电荷量为+Q的带电小球A固定在绝缘天花板上.带电小球B,质量也为m,在空中水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,如图所示.已知小球AB间的距离为$\sqrt{2}$R,重力加速度为g,静电力常量为k.则( )
| A. | 小球A和B一定带同种电荷 | B. | 小球B转动的线速度为$\sqrt{gR}$ | ||
| C. | 小球B所带的电荷量为$\frac{8mg{R}^{2}}{kQ}$ | D. | A、B两球间的库仑力对B球做正功 |
20.
如图所示,在光滑水平面上方有竖直向下的匀强磁场分布在宽度为d的长区域内,有边长为L(d>L),质量为m的正方形金属线框,以υ0速度垂直磁场边界进入磁场,刚好滑出磁场时速度为υt,则线圈完全进入磁场中运动时的速度υ为( )
| A. | υ=$\frac{{{υ_0}+{υ_t}}}{2}$ | B. | υ>$\frac{{{υ_0}+{υ_t}}}{2}$ | ||
| C. | υ<$\frac{{{υ_0}+{υ_t}}}{2}$ | D. | 以上情况都有可能 |
10.
举世瞩目的G20抗州峰会于2016年9月4日-5日在杭州奧体博览城顺利召开,此后,奥体博览城成为游客争相前往参观的地方.如图所示是小明同学从某地打车去奥体博览城的车票,由车票中的信息可知( )
| A. | “09:06”指的是时间间隔 | B. | 出租车的位移是25.2 km | ||
| C. | 出租车的平均速度是50.4 km/h | D. | 小明坐出租车的时间是0.5 h |
14.
如图所示,一个人把质量为m的石块,从距地面高为h处,以初速度v0斜向上抛出.以水平地面处为势能零点,不计空气阻力,重力加速度为g,则( )
| A. | 石块刚要落地时的机械能为$\frac{1}{2}$mv02+mgh | |
| B. | 石块刚抛出时的重力势能为$\frac{1}{2}$mv02+mgh | |
| C. | 石块从抛出后到落地的过程中机械能增加$\frac{1}{2}$mv02 | |
| D. | 人对石块做的功是$\frac{1}{2}$mv02+mgh |