如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场
◎ 题目
如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为r=0.1Ω,质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求: (1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大? (2)棒L2能达到的最大速度vm. (3)若在棒L2达到最大速度vm时撤去外力F,并同时释放棒L1,求棒L2达到稳定时的速度值. (4)若固定棒L1,当棒L2的速度为v,且离开棒L1距离为S的同时,撤去恒力F,为保持棒L2做匀速运动,可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法,则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间t的关系式)? |
◎ 答案
(1)1.2m/s2 (2)16m/s (3)10m/s (4) |
◎ 解析
解:(1)∵L1与L2串联 ∴流过L2的电流为: ① (2分) L2所受安培力为:F′=BdI="0.2N " ② (2分) ∴ ③ (2分) (2)当L2所受安培力F安=F时,棒有最大速度vm,此时电路中电流为Im. 则:F安=BdIm ④ (1分) ⑤ (1分) F安=F ⑥ (1分) 由④⑤⑥得: ⑦ (2分) (3)撤去F后,棒L2做减速运动,L1做加速运动,当两棒达到共同速度v共时,L2有稳定速度,对此过程有: ⑧ (2分) ∴ ⑨ (2分) (4)要使L2保持匀速运动,回路中磁通量必须保持不变,设撤去恒力F时磁感应强度为B0,t时刻磁感应强度为Bt,则: B0dS=Btd(S+vt) ⑩ (3分) ∴ (2分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场…”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。- 最新内容
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