两根足够长的平行金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直,方向竖直向下,导轨的电阻忽略不计,导轨间的距离为L,两根质量均为m的平行金
◎ 题目
两根足够长的平行金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直,方向竖直向下,导轨的电阻忽略不计,导轨间的距离为L,两根质量均为m的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆接入回路的电阻都为R,在开始时刻,两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行,大小为F的恒力作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动。 (1)若某时刻甲的速度为v1,乙的速度为v2,求此时乙的加速度大小a乙; (2)求由两金属杆与两金属导轨构成的回路中的最大感应电动势E。 |
◎ 答案
(1) (2) |
◎ 解析
⑴由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势大小为: ① 4分 回路中的电流为: ② 1分 甲、乙两杆都受安培力作用,大小都为: ③ 2分 乙杆受安培力方向水平向右,据牛顿第二定律有: ④ 2分 解以上各式得: ⑤ 2分 ⑵设乙的加速度为a乙时,甲的加速度为a甲, 甲杆受安培力方向水平向左,据牛顿第二定律有: ⑥ 2分 开始时,a甲>a乙,甲的速度增加得较快,所以甲、乙的速度之差增大,由①式可知,E增大,由②③式可知I增大,F安增大,由④⑥式可知a甲减少,而a乙增大,当甲、乙两者加速度相等时,达最大值且稳定,此时回路电动势最大。 5分 由②③④⑥式和a甲=a乙可得回路最大电动势为: ⑦ 2分 |
◎ 知识点
专家分析,试题“两根足够长的平行金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直,方向竖直向下,导轨的电阻忽略不计,导轨间的距离为L,两根质量均为m的平行金…”主要考查了你对 【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】 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。- 最新内容
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下一篇:如图所示,导体棒长L=0.2m、电阻r=0.1Ω,放在位于水平面内间距也为L光滑无限长的平行金属导轨上,两导轨左端接一负载电阻R=0.4Ω和一个C=2×10-10F的电容器。一匀强磁场B=0
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