水平向上足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图12-2-21所示),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖
◎ 题目
水平向上足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图12-2-21所示),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力大小时,相对应的匀速运动速度也会变化,和F的关系如图12-2-22所示.(取重力加速度) (1)金属杆在匀速运动之前做什么运动? (2)若,,;磁感应强度B为多大? (3)由-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少? |
◎ 答案
(1)金属棒在匀速运动之前做变速运动(加速度越来越小);(2)B=1T;(3)-F图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力,大小为2N. |
◎ 解析
(1)若金属棒与导轨间是光滑的,那么平衡时必有恒定拉力与安培力平衡,即 从而得到,即与F成线性关系且经过坐标原点.而本题的图像坐标没有经过原点,说明金属棒与导轨间有摩擦.金属棒在匀速运动之前,随着速度的增加,安培力越来越大,最后相等.故金属棒在匀速运动之前做变速运动(加速度越来越小). (2)设摩擦力为,平衡时有.选取两个平衡状态,得到两个方程组,从而求解得到.如当F=4N时,;当F=10N时,.代入 解得:B=1T, (3)由以上分析得到:-F图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力,大小为2N. |
◎ 知识点
专家分析,试题“水平向上足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图12-2-21所示),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖…”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。- 最新内容
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