如右图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,

◎ 题目

如右图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求:

(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff;
(2)杆ab中通过的电流及其方向;
(3)导轨左端所接电阻R的阻值.

◎ 答案

 (1)F- (2)  方向 a→b (3)2-r

◎ 解析

(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有
F-Ff=ma①
v2=2ad②
解得导轨对杆的阻力
Ff=F-.③
(2)杆进入磁场后做匀速运动,有F=Ff+FA④
杆ab所受的安培力
FA=IBl⑤
解得杆ab中通过的电流
I=
杆中的电流方向自a流向b.⑦
(3)杆ab产生的感应电动势
E=Blv⑧
杆中的感应电流
I=
解得导轨左端所接电阻阻值
R=2-r.⑩

◎ 知识点

    专家分析,试题“如右图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,…”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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