如图所示,一质量m=0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R=1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动,框架间距L=50cm,匀强磁场的磁感应强度B=0.4T,方向如图示,其余电阻均不计.若棒

◎ 题目

如图所示,一质量m=0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R=1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动,框架间距L=50cm,匀强磁场的磁感应强度B=0.4T,方向如图示,其余电阻均不计.若棒ab由静止开始沿框架下落,且与框保持良好接触,那么在下落的前一阶段,棒ab将做______运动,当棒ab运动达到稳定状态时的速度v=______.(g=10m/s2

◎ 答案

(1)金属棒向下切割磁场,根据右手定则,知电流方向是a-→b.
根据左手定则得,安培力方向向上,由牛顿第二定律知:mg-F=ma
其中:F=BIL=
B2L2V
R

随着速度的增大安培力增大,加速度减小,所以在下落的前一阶段,棒ab将做加速度逐渐减小的加速运动.
(2)释放瞬间ab只受重力,开始向下加速运动.随着速度的增大,感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大,加速度随之减小.当F增大到F=mg时,加速度变为零,这时ab达到最大速度.
B2L2Vmax
R
=mg

可得:Vmax=
mgR
B2L2
=
0.1×10×1
0.42×0.52
=25m/s.
故答案为:加速度逐渐减小的加速,25m/s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一质量m=0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R=1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动,框架间距L=50cm,匀强磁场的磁感应强度B=0.4T,方向如图示,其余电阻均不计.若棒…”主要考查了你对  【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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