题目内容
水平面上有两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻相连接.导轨上放一质量为m的金属细杆,如图(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=
(3)由vF图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
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图
解析:(1)金属杆运动后,回路中产生感应电流,金属杆将受拉力和安培力作用,且安培力随着速度的增大而增大,杆所受合力减小,加速度减小,速度增大,运动性质为:加速度减小的加速运动.
(2)金属杆切割磁感线产生的电动势为E=BLv,电流为I=
,安培力为F安=BIL=![]()
由图线可知,金属杆受拉力、安培力、阻力三个力的作用,匀速时有合力为零,F安+F阻=F,即
+F阻=F,整理得v和F的函数关系:v=
(F-F阻),斜率k=
,由图可知k=2,即
=2,解得:B=1 T.
(3)由直线的截距可以求得金属杆所受的阻力,F阻=2 N,若金属杆所受阻力只有摩擦力,我们可以求得金属杆与轨道间的动摩擦因数,F阻=μFN=μmg,所以,μ=0.4.
答案:(1)加速度减小的加速运动
(2)B=1 T(3)截距为阻力,F阻=2 N,动摩擦因数为0.4
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