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水平面上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的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图),金属杆与导轨的电阻不计;均匀磁场竖直向下.用与
网友投稿 2022-12-16 00:00:00 互联网
◎ 题目
水平面上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的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图),金属杆与导轨的电阻不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会改变,v和F的关系如下图.(取重力加速度g=9.8m/s
2
)
(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动?
(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,磁感应强度B为多大?
(3)由v-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
◎ 答案
(1)金属棒受到水平向左的安培力作用,根据
F-
B
2
L
2
v
R
=ma
可知,随着速度的增大,棒的加速度逐渐减小,当加速度等于零时,开始匀速运动.
故金属棒在匀速运动之前做:变速运动(或变加速运动、加速度逐渐减小的加速运动、加速运动).
(2)感应电动势:E=BLv
感应电流:
I=
E
R
安培力:
F
安
= BIL=
B
2
L
2
v
R
所以:
v=
R
B
2
L
2
(F-f)
由图线可以得到直线的斜率k=2,所以
B=
R
k
L
2
=1(T)
故若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,磁感应强度B=1T.
(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的摩擦力:f=2(N)
若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力,则有:f=mgμ,由截距可求得动摩擦因数μ=0.4.
故由v-F图线的截距可求得摩擦力、摩擦系数这两个物理量,分别为f=2N,μ=0.4.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“水平面上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的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图),金属杆与导轨的电阻不计;均匀磁场竖直向下.用与…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【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/202212/430680.html
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