首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
牛顿第二定律
> 正文
返回
打印
U形金属导轨abcd原静放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
U形金属导轨abcd原静放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f．已知磁感强度B=0.8T；导轨质量M=2kg，其中bc段长0.5m、电阻r=0.4Ω，其余部分电阻不计；金属棒PQ质量m=0.6kg、电阻R=0.2Ω、与导轨间的动摩擦因数μ=0.2．若向导轨施加方向向左、大小为F=2N的水平拉力，如图所示．
求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度（设导轨足够长，g取10m/s
2
）．
◎ 答案
导轨受到棒PQ水平向右的摩擦力 f=μmg
根据牛顿第二定律并整理得F-μmg-F
安
=Ma
刚拉动导轨时，I
感
=0，安培力为零，导轨有最大加速度
a
m
=
F-μmg
M
=
1
2
（2-0.2×0.6×10）=0.40m/s
2
随着导轨速度增大，感应电流增大，加速度减小，当a=0时，速度最大
设为v
m
，电流最大设为I
m
，导轨受到向右的安培力 F
B
=BIL
F-μmg-BI
m
L=0
I
m
=
F-μmg
BL
代入数字算得 I
m
=
2-0.2×0.6×10
0.8×0.5
A=2A
I=
E
R+r
I
m
=
BL
v
m
R+r
v
m
=I
m
R+r
BL
=3m/s
答：导轨的最大加速度为0.40m/s
2
、最大电流2A和最大速度3m/s．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“U形金属导轨abcd原静放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 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/202210/336328.html
十二生肖
十二星座
