首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
导体切割磁感线时的感应电动势
> 正文
返回
打印
间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°，导轨的电阻不计，导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°，导轨的电阻不计，导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒上方距离L以上的范围存在着磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直的匀强磁场．现在施加一个平行斜面向上且与棒ab重力相等的恒力，使导体棒ab从静止开始沿导轨向上运动，当ab进入磁场后，发现ab开始匀速运动，求：
（1）导体棒的质量；
（2）若进入磁场瞬间，拉力减小为原来的一半，求导体棒能继续向上运动的最大位移．
◎ 答案
（1）导体棒从静止开始在磁场外匀加速运动距离L，
由牛顿第二定律得：F-mgsin30°=ma，
由题意可知：F=mg，解得：
a=
1
2
g
，
由速度位移公式得：v
2
=2aL，
解得，棒进入磁场时的速度：v=
gL
，
棒在磁场中受到的安培力：F
B
=BIL=
B
2
L
2
v
R+r
，
棒在磁场做匀速直线运动，由平衡条件得：
mgsin30°+
B
2
L
2
v
R+r
=F，解得：
m=
2
B
2
L
2
R+r
L
g
；
（2）若进入磁场瞬间使拉力减半，拉力：
F=
1
2
mg
，
导体棒受到的安培力：F
B
′=BI′L=
B
2
L
2
×
v
2
R+r
=
B
2
L
2
v
2(R+r)
，
由牛顿第二定律得：F-mgsin30°-
B
2
L
2
v
2(R+r)
=ma ①，
速度：
v=
△x
△t
②，
加速度：
a=
△v
△t
③，
由①②③得：
B
2
L
2
△x
△t
R+r
=m
△v
△t
，即：
B
2
L
2
△x
R+r
=m△v
，
使式子两边对该过程求和，则有：
B
2
L
2
x
R+r
=mv
，
将
v=
gL
和
m=
2
B
2
L
2
R+r
L
g
代入，
解得：x=2L；
答：（1）导体棒的质量为
2
B
2
L
2
R+r
L
g
；
（2）导体棒能继续向上运动的最大位移为2L．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°，导轨的电阻不计，导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置…”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。
http://www.00-edu.com/html/202304/451461.html
十二生肖
十二星座
