如图,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为2L,右边两导轨间的距离为L,左右部分用导轨材料连接,两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。a
◎ 题目
如图,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为2L,右边两导轨间的距离为L,左右部分用导轨材料连接,两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。ab、cd两均匀的导体棒分别垂直放在左边和右边导轨间,ab棒的质量为2m,电阻为2r,cd棒的质量为m,电阻为r,其它部分电阻不计。原来两棒均处于静止状态,cd棒在沿导轨向右的水平恒力F作用下开始运动,设两导轨足够长,两棒都不会滑出各自的轨道。 ⑴试分析两棒最终达到何种稳定状态?此状态下两棒的加速度各多大? ⑵在达到稳定状态时ab棒产生的热功率多大? |
◎ 答案
(1)两棒最终处于匀加速运动状态 (2) |
◎ 解析
:⑴cd棒由静止开始向右运动,产生如图所示的感应电流,设感应电流大小为I,cd和ab棒分别受到的安培力为F1、F2,速度分别为v1、v2,加速度分别为a1、a2,则 ① F1="BIL " F2=2BIL ② ③ 开始阶段安培力小,有a1>a2,cd棒比ab棒加速快得多,随着(v1-2v2)的增大,F1、F2增大,a1减小、a2增大。当a1=2a2时,(v1-2v2)不变,F1、F2也不变,两棒以不同的加速度匀加速运动。将③式代入可得两棒最终作匀加速运动加速度: ④ ⑵两棒最终处于匀加速运动状态时a1=2a2,代入③式得: ⑤ 此时ab棒产生的热功率为: ⑥ |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为2L,右边两导轨间的距离为L,左右部分用导轨材料连接,两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。a…”主要考查了你对 【法拉第电磁感应定律】 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。- 最新内容
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