如图所示,两根相距L平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角为θ,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向垂直轨道向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,两根相距L平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角为θ,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向垂直轨道向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑,设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度且电阻不计,求:
(1)金属杆的最大速度是多少;
(2)当金属杆的速度刚达到最大时,金属杆下滑的距离为S,求金属杆在此过程中克服安培力做的功;
(3)若开始时就给杆ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a>gsinθ),求拉力F与时间t的关系式?

◎ 答案

(1);(2)
(3)

◎ 解析


试题分析:(1)受力如图所示,当mgsinθ=F时速度最大,设为vm
  
此时电动势:,安培力:
由闭合电路欧姆定律:
    得:
(2)由功能关系,
得:
(3)经过时间t,杆的速度v=at
由牛顿第二定律:F+mgsinθ-BIL=ma
   得:

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根相距L平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角为θ,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向垂直轨道向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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