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共点力的平衡
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如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=0.5T．一质量为
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=0.5T．一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v
0
=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s
2
，方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：
（1）电流为零时金属杆所处的位置；
（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向．
◎ 答案
（1）感应电动势E=Blv，
I=
E
R
，故I=0时v=0，
则
X=
v
20
2a
=1
m．
（2）最大电流
I
m
=
BL
v
0
R
，
I′=
BL
v
0
2R
．
安培力
F
A
=BI′L=
B
2
L
2
v
0
2R
=0.02
N，
向右运动时，F+F
A
=ma，F=ma-F
A
=0.18，方向与x轴相反
向左运动时，F-F
A
=ma，F=ma+F
A
=0.22N，方向与x轴相反
答：（1）电流为零时金属杆所处的位置X=1m；
（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向：
向右运动时，F+F
A
=ma，F=ma-F
A
=0.18，方向与x轴相反
向左运动时，F-F
A
=ma，F=ma+F
A
=0.22N，方向与x轴相反．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=0.5T．一质量为…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/323020.html
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