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带电粒子在复合场中的运动
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（12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成370角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2k
网友投稿 2023-04-12 00:00:00 互联网
◎ 题目
（12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成37
0
角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。求：
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻
消耗的功率为
，求该速度的大小；
(3)在上问中，若
，金属棒中的电流方向
到
，求磁感应强度的大小与方向。(
取
，
，
)
◎ 答案
(1)4m／s
2
(2)10m/s (3)0.4T, 磁场方向垂直导轨平面向上
◎ 解析
试题分析：(1)金属棒开始下滑的初速为零，没有感应电流产生，不受安培力作用，故根据牛顿第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma ①
由①式解得a＝10×(O.6－0.25×0.8)m／s
2
=4m／s
2
②
(2)设金属棒运动达到稳定时，做匀速运动，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡，则有：mgsinθ一μmgcosθ一F＝0 解得 F=0.8N ③
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率Fv＝P ④
由③、④两式解得
⑤
(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B
⑥
P＝I
2
R ⑦
由⑥、⑦两式解得
⑧
由左手定则可知，磁场方向垂直导轨平面向上
◎ 知识点
专家分析，试题“（12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成370角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2k…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 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/202304/444538.html
十二生肖
十二星座
消耗的功率为
，求该速度的大小；
，金属棒中的电流方向
到
，求磁感应强度的大小与方向。(
取
，
，
)
⑤
⑥
⑧