(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQ、MN,导轨的电阻不计,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

◎ 题目

(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQMN,导轨的电阻不计,间距为d = 0.5m,PM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 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的两金属棒abcd平行的搁在导轨上,现固定棒ab,让cd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)cd棒两端哪端电势高;
(2)当电压表的读数为U = 0.2V时,cd棒受到的安培力多大;
(3)棒cd能达到的最大速度vm
 

◎ 答案

(1)c端电势高(2)0.2N(3)

◎ 解析

(1)c端电势高            (3分)
(2) ∵L1L2串联
∴流过L2的电流为:   I=U/2r="2A"      ①  (3分)
F=BdI="0.2N                  " ② (3分)
(3)当L2所受安培力F=F时,棒有最大速度vm,此时电路中电流为Im. (2分)
      则:F=BdIm                   ③  
E=Bdvm                                      ④     (2分)
      Im=E/2r                         ⑤     (1分)
由③④⑤得:    ⑦  (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQ、MN,导轨的电阻不计,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…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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