如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中

◎ 题目

如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中.导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下,由静止开始运动,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,导体棒的电阻r=0.1Ω,轨道电阻不计.求:
(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小F
(2)导体棒能达到的最大速度大小vm

◎ 答案

(1)由法拉第电磁感应定律有:E=BLv①
由闭合电路欧姆定律有:I=
E
R+r

由安培力公式有:F=ILB③
联立①②③并代入数据解得:F=0.4N
(2)设导体棒达到最大速度vm时,产生的电动势为E1,通过导体棒电流为I1
根据受力平衡有:I1LB=F④
由法拉第电磁感应定律有:E1=BLvm
由闭合电路欧姆定律有:I1=
E1
R+r

联立④⑤⑥并代入数据解得:Vm=12.5m/s
答:(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小0.4N.(2)导体棒能达到的最大速度大小12.5m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】  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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