题目内容

1.如图所示,光滑平行足够长的金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨范围内存在磁场,其磁感应强度大小为B方向竖直向下,导轨一端连接阻值为R的电阻.在导轨上垂直导轨放一长度等于导轨间距L、质量为m的金属棒,其电阻为r,金属棒与金属导轨接触良好.导体棒水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,经过时间t后开始匀速运动,金属导轨的电阻不计.求:
(1)导体棒匀速运动时回路中电流大小.
(2)导体棒匀速运动的速度大小以及在时间t内通过回路的电量.

分析 (1)根据安培力的计算公式求解回路中电流大小;
(2)根据闭合电路欧姆定律求解速度大小,根据电荷量的计算公式和动量定理求解电荷量.

解答 解:(1)根据安培力的计算公式F=BImL,
解得:Im=$\frac{F}{BL}$;
(2)根据闭合电路欧姆定律可得:Im=$\frac{BLv}{R+r}$,
 解得:v=$\frac{F(R+r)}{{B}^{2}{L}^{2}}$,
根据电荷量的计算公式可得:q=I•t
根据动量定理可得:F•t-BIL•t=mv,
解得:q=$\frac{Ft}{BL}-\frac{mF(R+r)}{{B}^{3}{L}^{3}}$.
答:(1)导体棒匀速运动时回路中电流大小为$\frac{F}{BL}$.
(2)导体棒匀速运动的速度大小为$\frac{F(R+r)}{{B}^{2}{L}^{2}}$,在时间t内通过回路的电量为$\frac{Ft}{BL}-\frac{mF(R+r)}{{B}^{3}{L}^{3}}$.

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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6.如图所示,固定在竖直平面内的轨道由三部分组成:光滑曲线轨道AB,其B端的切线沿水平方向;水平的平直轨道BC,其右端在B点与曲线轨道平滑连接;半圆形轨道CD,其直径CD沿竖直方向,且C端与平直轨道平滑连接,整个轨道处于竖直平面内.已知BC轨道的长度L=0.64m,半圆形轨道的半径R=0.10m.现有一质量m1=0.16kg的小滑块1从曲线轨道距B端高h=0.80m处由静止下滑,并与静止在B点的、质量m2=0.04kg的小滑块2发生碰撞,碰撞后两滑块立即粘在一起运动.当两个小滑块一起运动到C点时的速度大小vC=3.0m/s,已知两个小滑块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)小滑块1与小滑块2碰撞前瞬间的速度大小;
(2)小滑块1与小滑块2碰撞后瞬间的速度大小;
(3)小滑块1与小滑块2碰撞过程中损失的动能;
(4)两小滑块一起运动过程中与BC轨道间的动摩擦因数;
(5)两小滑块一起运动到半圆形轨道的C点时,对半圆形轨道的压力;
(6)若半圆形轨道光滑,两小滑块运动到D点时的速度大小;
(7)若半圆形轨道光滑,两小滑块运动到D点时对半圆形轨道的压力; 
(8)若半圆形轨道光滑,两小滑块通过半圆形轨道后落在BC轨道上的第一落点到C点的距离;
(9)若半圆形轨道不光滑,且两小滑块恰好能通过D点,求两小滑块通过半圆形轨道的过程中克服摩擦阻力所做的功;
(10)若半圆形轨道不光滑,两小滑块通过半圆形轨道D后落在BC轨道上的第一落点到C点的距离范围.

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