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两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的

网友投稿  2023-04-18 00:00:00  零零社区

◎ 题目

两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向水平向右的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下匀速运动,重力加速度为g,以下说法正确的是(  )
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B2L2v
2R
B.cd杆所受摩擦力为零
C.cd杆向下匀速运动的速度为
2mgR
B2L2
D.ab杆所受摩擦力为2μmg
魔方格

◎ 答案

cd杆匀速向下运动时,切割磁感线(ab运动时不切割磁感线),根据右手定则可知,在回路中产生cdba方向的感应电流.根据左手定则可知,cd杆受到竖直向上的安培力,ab杆受到竖直向下的安培力.
cd杆在水平方向不受力,虽然跟导轨接触,但没有挤压,所以cd不受摩擦力,故B选项正确.
cd杆只受重力和竖直向上的安培力,由二力平衡可知,mg=BIL.ab杆水平方向上受摩擦力和拉力F,由二力平衡可知,F=f,又f=μ(mg+BIL),所以,F=f=2μmg,故A选项错,D选项正确.
cd杆向下匀速匀速时,产生的电动势E=BLV,故回路中的电流为I=
E
2R
=
BLV
2R
,又BIL=mg,所以V=
2mgR
B2L2
,故C选项正确.
故选:BCD

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【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。



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