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竖直放置的平行金属导轨上端连接一电阻R,质量为m的金属棒与导轨接触良好,并能无摩擦下滑.在金属棒的下方有一垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场上边界距金属棒

网友投稿  2023-04-18 00:00:00  互联网

◎ 题目

竖直放置的平行金属导轨上端连接一电阻R,质量为m的金属棒与导轨接触良好,并能无摩擦下滑.在金属棒的下方有一垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场上边界距金属棒的高度为H,如图所示.把金属棒由静止释放,金属棒在磁场中的运动情况如何?(金属棒与导轨的电阻不计,两平行导轨的间距为L)
魔方格

◎ 答案

金属棒从静止释放后先做自由落体运动,下落的高度为 H时的速度:v=

2gH

如果刚进入磁场时的安培力与重力平衡,即:mg=BIL=
B2L2v0
R

解得:v0=
mgR
2B2L2

所以金属棒进入磁场后的运动情况有三种可能:
(1)当v=v0时,即:H=
m2gR2
2B4L4
时,金属棒进入磁场后做匀速运动;
(2)当v<v0时,即:H<
m2gR2
2B4L4
时,金属棒进入磁场后做加速运动,当速度增大到v0后,开始做匀速运动;
(3)当v>v0时,即:H>
m2gR2
2B4L4
时,金属棒进入磁场后做减速速运动,当速度减小到v0后,开始做匀速运动.
答:金属棒进入磁场后的运动情况有三种可能:
(1)当v=v0时,即:H=
m2gR2
2B4L4
时,金属棒进入磁场后做匀速运动;
(2)当v<v0时,即:H<
m2gR2
2B4L4
时,金属棒进入磁场后做加速运动,当速度增大到v0后,开始做匀速运动;
(3)当v>v0时,即:H>
m2gR2
2B4L4
时,金属棒进入磁场后做减速速运动,当速度减小到v0后,开始做匀速运动.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“竖直放置的平行金属导轨上端连接一电阻R,质量为m的金属棒与导轨接触良好,并能无摩擦下滑.在金属棒的下方有一垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场上边界距金属棒…”主要考查了你对  【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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