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如图所示,两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与

网友投稿  2023-04-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是(    )
A.ab杆所受拉力F的大小为
B.cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为BL(v1+v2)/2R
D.μ与v1大小的关系为μ=2Rmg/BLv1

◎ 答案

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◎ 解析


试题分析:当导体棒ab匀速向右运动时,切割磁感线在回路中产生感应电流,cd运动时不切割磁感线,由右手定则知感应电流方向从a到b,再由左手定则判断出导体棒ab受到水平向左的安培力。导体棒cd受到水平向右的安培力,使导体棒和轨道之间产生弹力,从而使cd受到向上的摩擦力,把物体的受力分析清楚,然后根据物体的平衡即可求解。导体切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流,感应电动势的大小为:,感应电流为,故ab受到水平向左的安培力,由于导体棒ab匀速向右运动,由平衡条件知,故,A选项正确,C选项错误;导体棒cd运动时,受到摩擦力和导体棒cd重力平衡,有:μBIL =mg ,解得:,故B选项错误D选项正确。本题涉及电磁感应过程中的复杂受力分析,解决这类问题的关键是,根据法拉第电磁感应定律判断感应电流方向,然后根据安培定则或楞次定律判断安培力方向,进一步根据运动状态列方程求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与…”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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