如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已

◎ 题目

如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已知金属棒电阻为0.5Ω,质量为0.5kg,ab长为25cm,B=2T(g取10m/s2),将金属棒由静止释放后,求:
(1)刚释放时,金属棒的加速度;
(2)金属棒下滑的最大速度vmax
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度.
魔方格

◎ 答案

(1)刚释放时,框中没有感电流产生,不受安掊力作用,ab在重力作用下向下运动,
加速度为:
a=
F
m
=
mg
m
=g
=10m/s2
(2)ab将做加速度逐渐减小的加速运动.当F=mg时,加速度为0,做匀速运动,此时速度最大.
∵F=mg,
欧姆定律:I=
E
R

感应电动势:E=BLv
又F=BIL
∴BIL=mg
vmax=
mgR
B2L2

代入数据得:vmax=10m/s
(3)因v=5m/s<vmax=10m/s,所以 F<mg
故:a=
F
m
=
mg-F
m

F=BIL
I=
E
R

E=BLv
得 a=
mg-B
BLv
R
L
m

代入数据得:a=5m/s2
答:(1)刚释放时,金属棒的加速度10m/s2
(2)金属棒下滑的最大速度10m/s;
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度5m/s2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  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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