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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图所示,两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在匀强磁场中,间距为L,磁感应强度为B的磁场与导轨所在平面垂直.质量为m的金属棒ab垂直导轨且可沿导轨自由移动.导轨左端M、P接一定
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在匀强磁场中,间距为L,磁感应强度为B的磁场与导轨所在平面垂直.质量为m的金属棒ab垂直导轨且可沿导轨自由移动.导轨左端M、P接一定值电阻,阻值为R,金属棒ab和导轨电阻均不计.现将金属棒ab沿导轨由静止向右拉使之平动,保持拉力的功率恒定,金属棒ab最终以速度3v作匀速运动.
求:
(1)金属棒匀速运动时,拉力的大小.
(2)在此过程中,当ab的速度为v时的加速度为多大?
◎ 答案
(1)ab以3v匀速运动时,拉力与棒所受的安培力平衡,则有
F=F
安
又F
安
=BIL,I=
E
R
=
3BLυ
R
解得,F
安
=
3
B
2
L
2
υ
R
由上面式子解得:F=
3
B
2
L
2
υ
R
(2)ab以3v匀速运动时拉力的功率为 P=F?3v=
9
B
2
L
2
υ
2
R
当ab的速度为v时,有
F′=
P
υ
=
9
B
2
L
2
υ
R
安培力为 F′
安
=BI′L=BL?
BLυ
R
根据牛顿第二定律得:
a=
F′-
F′
安
m
=
8
B
2
L
2
υ
Rm
答:
(1)金属棒匀速运动时,拉力的大小为
3
B
2
L
2
υ
R
.
(2)在此过程中,当ab的速度为v时的加速度为
8
B
2
L
2
υ
Rm
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在匀强磁场中,间距为L,磁感应强度为B的磁场与导轨所在平面垂直.质量为m的金属棒ab垂直导轨且可沿导轨自由移动.导轨左端M、P接一定…”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】,【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/202304/450144.html
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