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电磁感应现象中的切割类问题
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如图甲所示，一对平行光滑导轨固定在水平面上，两导轨间距l＝0.20m，电阻R＝1.0Ω。有一导体杆静止地放在导轨上，与两导轨垂直，杆及导轨的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图甲所示，一对平行光滑导轨固定在水平面上，两导轨间距
l
＝0.20 m，电阻
R
＝1.0 Ω。有一导体杆静止地放在导轨上，与两导轨垂直，杆及导轨的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度
B
＝0.50 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一外力
F
沿导轨方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力
F
与时间
t
的关系如图乙所示．求出杆的质量
m
和加速度
a
大小。
◎ 答案
10m/s
2
，
m
= 0.1kg
◎ 解析
试题分析：导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用
υ
表示瞬时速度，
t
表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为
E
=
Blυ
……2分
匀加速直线运动
υ
=
at
……1分
闭合回路中的感应电流为
I
=
E
/
R
……1分
由安培定则
F
安
=
BIl
……1分
和牛顿第二定律得
F
-
F
安
=
ma
……2分
整理得
F
=
ma
＋
B
2
l
2
at
/
R
… 1分
在题图乙图线上取两点：
t
1
= 0，
F
1
= 1N；
t
2
= 10s，
F
2
= 2N，代入……2分，
联立方程解得
a
= 10m/s
2
，
m
= 0.1kg……2分
点评：解答这类问题的关键是正确分析安培力的大小与方向，然后根据导体棒所处状态列方程求解．导体棒运动时切割磁感线产生感应电流，使棒受到向左的安培力，根据感应电流的大小写出安培力的表达式结合牛顿第二定律求出F与t的关系式，然后将图象上的数据代入即可求解．
◎ 知识点
专家分析，试题“如图甲所示，一对平行光滑导轨固定在水平面上，两导轨间距l＝0.20m，电阻R＝1.0Ω。有一导体杆静止地放在导轨上，与两导轨垂直，杆及导轨的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁…”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/202304/454330.html
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