如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨的左端M、N用0.2Ω的电阻R连接,导轨电阻不计.导轨上停放着一金属杆,杆的电阻r=0.1Ω,质量m=0.1kg
◎ 题目
如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨的左端M、N用0.2Ω的电阻R连接,导轨电阻不计.导轨上停放着一金属杆,杆的电阻r=0.1Ω,质量m=0.1kg,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T.现在金属杆上施加一垂直于杆的水平外力F,使R上的电压每秒钟均匀地增加0.05V,且电流方向由M点流向N点,设导轨足够长,则: (1)说明外力F的方向. (2)写出外力F随时间变化的函数式. (3)试求从杆开始运动后的2s内通过电阻R的电量. |
◎ 答案
(1)根据楞次定律来感应电流的方向,再由左手定则来确定安培力的方向,即为:水平向左, 由于外力与安培力相平衡,所以外力的方向为:水平向右; (2)因为U=IR, 闭合电路欧姆定律,I=
法拉第电磁感应定律,E=BLv 所以U=
则有:0.05=
解得:a=0.5m/s2 安培力大小,FA=BIL 则有,FA=B
解得:FA=0.0375t(N) 根据牛顿第二定律,F-FA=ma, 解得:F-0.0375t=0.1×0.5, 即F=0.05+0.0375t(N) (3)因U1=0, 又U2=0.05×2=0.1V 则有,Q=
即
上一篇:如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,两条足够长的平行导轨组成一个倾角为53°的斜面框架,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端连接一阻值为2R的电阻和电键S,导轨电
下一篇:如图所示,两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m,导轨平面与水平面的夹角α=30°,下端用导线连接R=0.40Ω的电阻,导轨电阻不计.PQGH范围内存在方向垂直导轨平面的磁场,磁
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