如图所示,光滑导体棒bc固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上,构成框架abcd,其中bc棒电阻为R,其余电阻不计。一质量为m,长度为L且电阻不计的导体棒ef水平放置在框架上
◎ 题目
如图所示,光滑导体棒bc固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上,构成框架abcd,其中bc棒电阻为R,其余电阻不计。一质量为m,长度为L且电阻不计的导体棒ef水平放置在框架上,且始终保持良好的接触,能沿导轨无摩擦地滑动,导体棒ef与bc间的距离足够大,整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直框面,若用恒力F向上拉ef,则当ef匀速上升时,速度多大? |
◎ 答案
解法一:(力的观点)当向上运动时,导体棒ef受力如图所示 当导体棒ef向上运动的速度变大时,导体棒ef产生的感应电动势变大,感应电流I=E/R变大,它受到的向下的安培力F安=BIL变大,因拉力F和重力mg都不变,故加速度a=变小。因此,导体棒ef做加速度越来越小的变加速运动。当a=0时(稳定条件),导体棒ef达到最大速度,此后导体棒ef做匀速运动(达到稳定状态)。当导体棒ef匀速运动时(设速度为vm),由物体的平衡条件有F=F安+mg,F安=BIL= 由以上两式解得 解法二:(能量观点)当导体棒ef以最大速度匀速运动以后,拉力做功消耗的能量WF等于棒重力势能的增加量△Ep和bc部分产生的热量Q之和。设棒匀速运动的时间为t,则有:Fvmt=mgvmt+Q,Q=I2Rt= 由两式解得 |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,光滑导体棒bc固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上,构成框架abcd,其中bc棒电阻为R,其余电阻不计。一质量为m,长度为L且电阻不计的导体棒ef水平放置在框架上…”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。- 最新内容
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下一篇:如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。相距0.4m的MM
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