如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K,导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab棒的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的

◎ 题目

如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K,导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab棒的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度庐B=1T.当ab棒由静止释放0.8S后,突然接通电键,不计空气阻力,设导轨足够长.求ab棒的最终速度的大小.(g取10m/s2
魔方格

◎ 答案

ab棒由静止开始自由下落0.8s时速度大小为
V=gt=10×O.8m/s=8m/s
此瞬间ab棒产生的感应电动势为
E=Blv=1×0.2×8V=1.6V  
闭合K瞬间ab棒受到安培力为
F=BIL=B
E
R
L=1×
1.6
0.4
×0.2
=0.8N
而ab棒的重力为  G=mg=lO×l0-3×10N=0.1N    
因为F>mg,闭合K后ab棒加速度向上,开始做匀减速运动,产生的感应电流和受到的安培力逐渐减小,当安培力F′=mg时,开始做匀速直线运动,此速度为最终速度设最终速度为V,
 则有F′=BI′L=
B2L2v′
R
=mg
  
代入数据解得,最终速度  V′=
mgR
B2L2
=1m/s
答:ab棒的最终速度的大小为1m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K,导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab棒的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  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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