如图,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,半径R为1m。两金属轨道间的宽度d为0.5m,匀强磁场B方向如图,大小为0.8T。质量m为0.05kg、长为0.5m的金

◎ 题目

如图,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,半径R为1m。两金属轨道间的宽度d为0.5m,匀强磁场B方向如图,大小为0.8T。质量m为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于框架上的M点,当在金属细杆内通以一恒为I=5A的电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动,已知MN=L=1m,求金属细杆在P点对每一条轨道的作用力。

◎ 答案

N=3.75N

◎ 解析

安培力F=BId……………(1分)
通电金属杆从M到P点的过程中,
由动能定理可得
F(L+R)-mgR=MV2/2……………………(3分)
在P点金属杆受力满足
2N-F=MV2/R…………………………(3分)
带入数据可得   N=3.75N………….(2分)
由牛顿第三定律可知
金属细杆在P点对每一条轨道的作用力N=3.75N。(1分)
本题考查安培力做功,在P点时合力提供向心力,列式求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,半径R为1m。两金属轨道间的宽度d为0.5m,匀强磁场B方向如图,大小为0.8T。质量m为0.05kg、长为0.5m的金…”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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