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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图所示导线框abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其它部分的电阻可以忽略．ab、cd足够长，ef是一个水平导体杆，杆长为L，质量为m，电阻可以忽略．杆与ab、cd保持良好接触
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示导线框abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其它部分的电阻可以忽略．ab、cd足够长，ef是一个水平导体杆，杆长为L，质量为m，电阻可以忽略．杆与ab、cd保持良好接触，又能无摩擦地滑动．整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与框面垂直，磁感强度为B，现在把ef无初速释放，经过时间t后闭合开关K．
（1）如果最终ef能匀速下落，速度是多大？
（2）讨论t取不同值时，开关闭合后ef可能作什么运动？
◎ 答案
（1）最终匀速下落时，
由F
A
=mg，F
A
=BIL，I=
BLv
R
得
v=
mgR
B
2
L
2
（2）在开关闭合前，ef只受重力作自由落体运动，经过时间t，速度为 v=gt
此时ef中感应电动势ε=BLv
若开关闭合，电路中此时电流
I=
ε
R
ef受安培力F
A
=BIL
由这四个式子得
F
A
=
B
2
L
2
gt
R
此时fe受力如右图
若F
A
＜mg，即
t＜
mR
B
2
L
2
ef做加速度减小的加速下落，最终做匀速运动．
若F
A
＞mg，即
t＞
mR
B
2
L
2
，
ef做加速度减小的减速下落，最终做匀速运动．
若F
A
=mg，即
t=
mR
B
2
L
2
，ef将匀速下落
答：（1）最终ef能匀速下落，速度是
v=
mgR
B
2
L
2
．
（2）
t＜
mR
B
2
L
2
，ef做加速度减小的加速下落，最终做匀速运动．
t＞
mR
B
2
L
2
，ef做加速度减小的减速下落，最终做匀速运动．
t=
mR
B
2
L
2
，ef将匀速下落．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示导线框abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其它部分的电阻可以忽略．ab、cd足够长，ef是一个水平导体杆，杆长为L，质量为m，电阻可以忽略．杆与ab、cd保持良好接触…”主要考查了你对 【自由落体运动】，【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【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/202304/450531.html
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