如图所示为两根竖直地放置在地面上的金属框架,框架的上端接有一电容量为C的电容器。框架上有一质量为m,长为L的金属棒,平行于地面放置,与框架接触良好无摩擦,棒离地面高

◎ 题目

如图所示为两根竖直地放置在地面上的金属框架,框架的上端接有一电容量为C的电容器。框架上有一质量为m,长为L的金属棒,平行于地面放置,与框架接触良好无摩擦,棒离地面高度为h。强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直。开始时电容器不带电。自静止起将棒释放,问棒落到地面需要多少时间?

◎ 答案

◎ 解析


试题分析:设某瞬时棒的加速度为,则由牛顿第二定律得      
是这一瞬时的安培力          
i是这一瞬时的感应电流。取一个极短的时间Δt,有             
ΔQ为在极短时间内流过棒的电量,也就是给电容器充电的电量。对于电容器,有
 因而      
ΔU是这极短时间内电压的增量,电压的增量等于感生电动势的增量,即
    而         于是 
与时间t无关,即棒做运加速运动。由          
得棒落到地面的时间为
点评:极短时间内电压的增量,电压的增量等于感生电动势的增量,

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示为两根竖直地放置在地面上的金属框架,框架的上端接有一电容量为C的电容器。框架上有一质量为m,长为L的金属棒,平行于地面放置,与框架接触良好无摩擦,棒离地面高…”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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