如图甲所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并

◎ 题目

如图甲所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。用与导轨平行且向上的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆ab沿导轨向上运动,最终将做匀速运动。当改变拉力F的大小时,相对应的匀速运动速度v也会改变,v和F的关系如图乙所示。
(1)金属杆ab在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.25 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω,取重力加速度g=10 m/s2,试求磁感应强度B的大小及θ角的正弦值sinθ。

◎ 答案

解:(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动)
(1)感应电动势E=BLv
感应电流I=
ab杆所受的安培力F=BIL=
F-mgsinθ-=ma
当a=0时,速度v达最大,保持不变,杆做匀速运动
v=
结合v-F图象知:斜率k=,横轴上截距c=mgsinθ=2
代入数据解得B=1 T,sinθ=0.8

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并…”主要考查了你对  【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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