如图9-3-14所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计).两金属棒a和b的电阻

◎ 题目

如图9-3-14所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计).两金属棒ab的电阻均为R,质量分别为ma=2×10-2 kg和mb=1×10-2 kg,它们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦滑动.闭合开关S,先固定b,用一恒力F向上拉a,稳定后av1="10" m/s的速度匀速运动,此时再释放bb恰好保持静止,设导轨足够长,取g="10" m/s2.

图9-3-14
(1)求拉力F的大小;
(2)若将金属棒a固定,让金属棒b自由滑下(开关仍闭合),求b滑行的最大速度v2.

◎ 答案

(1)0.4 N (2)5 m/s

◎ 解析

(1)b棒静止,则有mbg=BIbL
b棒中的电流
a棒匀速运动,则F=mag+BIaL
所以F=mag+2mbg="0.4" N.
(2)当a匀速运动时,产生的感应电动势Ea=BLv1
a棒中的电流
再由BIaL=2BIbL=2mbg
解得
a固定后,b达到最大速度,即匀速运动时


所以v2="5" m/s.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图9-3-14所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计).两金属棒a和b的电阻…”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。

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