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电磁感应现象中的切割类问题
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如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD受恒定的摩擦阻力f，已知F＞f．问：
（1）CD运动的最大速度是多少？
（2）当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？
（3）当CD的速度是最大速度的
1
3
时，CD的加速度是多少？
◎ 答案
（1）设CD运动的最大速度为v
m
．由E=Bdv
m
，I=
E
R+r
，F
安
=BId，得到安培力F
安
=
B
2
d
2
v
m
R+r
．
由平衡条件得F=f+F
安
，代入解得 v
m
=
(F-f)(R+r)
B
2
d
2
（2）当CD达到最大速度后，电路中电流为I=
F
安
Bd
=
F-f
Bd
，电阻R消耗的电功率是P=I
2
R=
(F-f
)
2
R
B
2
d
2
（3）当CD的速度是最大速度的
1
3
时，安培力F
安
′=
1
3
(F-f)
此时的加速度为a=
F-
F
安
′-f
m
=
2(F-f)
3m
．
答：（1）CD运动的最大速度是v
m
=
(F-f)(R+r)
B
2
d
2
；
（2）当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是
(F-f
)
2
R
B
2
d
2
；
（3）当CD的速度是最大速度的
1
3
时，CD的加速度是
2(F-f)
3m
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 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/202304/453684.html
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