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电磁感应现象中的切割类问题
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如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行的金属导轨,它们相距为L,整个装置置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,导体棒ab可沿导轨无摩擦地滑动,若导轨足够
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行的金属导轨,它们相距为L,整个装置置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,导体棒ab可沿导轨无摩擦地滑动,若导轨足够长,导体棒ab电阻为r.试分析:
(1)若在M、P端接一个阻值为R的定值电阻(如图(甲)所示),导体棒ab从静止开始下滑,则导体棒ab最终稳定时导体棒ab上什么物理量将为一定值,该定值等于多少?
(2)若将(1)问中地电阻器换成一个电容为C的电容器,导体棒ab电阻忽略不计,(如图(乙)所示),其它条件不变,再回答(1)问中的问题.
◎ 答案
解:(1)导体棒在重力作用下向下运动后,产生感应电动势,形成闭合回路,从而导体棒
ab
受到向上的安培力作用,因此导体棒
ab
将做加速度逐渐减小的加速运动,当重力与安培力平衡时将做匀速运动
因此导体棒
ab
最终稳定时运动速度将为一定值,这时有:
mg
=
F
而
F
=
BIL
,
,
E
=
BLv
得
,即
(2)当在
M
、
P
之间接一个电容时,导体棒
ab
开始在重力作用下加速运动,从而使电容器上的电压逐渐增大,电容器不断充电,导体棒
ab
上有电流流过,所以将在重力和安培力的共同作用下加速向下运动
到某一时刻,导体棒
ab
的运动趋于稳定时,有
mg
-
BIL
=
ma
而
,
,
,
得:
,说明最终具有稳定的加速度
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行的金属导轨,它们相距为L,整个装置置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,导体棒ab可沿导轨无摩擦地滑动,若导轨足够…”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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