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如图所示,在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条光滑的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直,ab、cd为垂直放置在导轨上的两根相同的金
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条光滑的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直,ab、cd为垂直放置在导轨上的两根相同的金属棒,它们的电阻都为R、质量都为m,abdca构成闭合回路,cd棒用能承受最大拉力为F
T
的水平细线拉住,ab棒在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速运动.
求:(1)经多长时间细线将被拉断;
(2)细线被拉断前,F随时间t的变化规律;
(3)从ab棒开始运动到cd棒刚要开始运动的过程中,流过cd棒的电荷量.
◎ 答案
(1)设经t时间细线将被拉断,此时棒ab产生的感应电动势为 E=BLv=BLat,
回路中感应电流为I=
E
2R
,
cd棒所受的安培力为 F
安
=BIL=
B
2
L
2
a
2R
t=F
T
,
解得 t=
2R
F
T
B
2
L
2
a
(2)细线被拉断前,对ab棒,由牛顿第二定律得
F-BIL=ma,所以F=
B
2
L
2
a
2R
t+ma
(3)从ab棒开始运动到cd棒刚要开始运动的过程中,由
.
E
=
△Φ
△t
,I=
.
E
2R
,q=
.
I
△t
得
q=
△φ
2R
=
BL?
1
2
a
t
2
2R
将t=
2R
F
T
B
2
L
2
a
代入得 q=
R(
F
T
)
2
B
3
L
3
a
答:
(1)经
2R
F
T
B
2
L
2
a
时间细线将被拉断;
(2)细线被拉断前,F随时间t的变化规律为:F=
B
2
L
2
a
2R
t+ma;
(3)从ab棒开始运动到cd棒刚要开始运动的过程中,流过cd棒的电荷量为
R(
F
T
)
2
B
3
L
3
a
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条光滑的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直,ab、cd为垂直放置在导轨上的两根相同的金…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【牛顿第二定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】 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/202210/339165.html
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