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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，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨
PO
、
MN
，
PQ
、
MN
的电阻不计，间距为
d
=0.5m.
P
、
M
两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度
B
=0.2T的匀强磁场中.电阻均为
r
=0.1
Ω
，质量分别为
m
1
=300
g
和
m
2
=500
g
的两金属棒
L
1
、
L
2
平行的搁在光滑导轨上，现固定棒
L
1
，
L
2
在水平恒力
F
=0.8N的作用下，由静止开始做加速运动，试求:
(1)当电压表的读数为
U
=0.2V时，棒
L
2
的加速度多大？
(2)棒
L
2
能达到的最大速度
v
m
.
(3)若在棒
L
2
达到最大速度
v
m
时撤去外力
F
，并同时释放棒
L
1
，求棒
L
2
达到稳定时的速度值.
(4)若固定棒
L
1
，当棒
L
2
的速度为
v
，且离开棒
L
1
距离为
S
的同时，撤去恒力
F
，为保持棒
L
2
做匀速运动，可以采用将
B
从原值(
B
0
=0.2T)逐渐减小的方法，则磁感应强度
B
应怎样随时间变化(写出
B
与时间
t
的关系式)？
◎ 答案
(1)1.2m/s
2
(2)16m/s (3)10m/s (4)
◎ 解析
解:(1)∵
L
1
与
L
2
串联
∴流过
L
2
的电流为:
① (2分)
L
2
所受安培力为:F
′
=BdI="0.2N " ② (2分)
∴
③ (2分)
(2)当
L
2
所受安培力
F
安
=
F
时，棒有最大速度
v
m
，此时电路中电流为I
m
.
则：
F
安
=
BdI
m
④ (1分)
⑤ (1分)
F
安
=
F
⑥ (1分)
由④⑤⑥得：
⑦ (2分)
(3)撤去F后，棒
L
2
做减速运动，
L
1
做加速运动，当两棒达到共同速度
v
共
时，
L
2
有稳定速度，对此过程有：
⑧ (2分)
∴
⑨ (2分)
(4)要使
L
2
保持匀速运动，回路中磁通量必须保持不变，设撤去恒力
F
时磁感应强度为
B
0
，
t
时刻磁感应强度为
B
t
，则：
B
0
dS
=
B
t
d
（
S
+
vt
） ⑩ (3分)
∴
(2分)
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场…”主要考查了你对 【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/202304/454106.html
十二生肖
十二星座
① (2分)
③ (2分)
⑤ (1分)
⑦ (2分)
⑧ (2分)
⑨ (2分)