如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=370角,下端连接...
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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=370角,下端连接着阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小.
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小.
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流由a到b,求磁感应强度的大小和方向(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
【回答】
解:①金属棒开始下滑初速度为零,根据牛顿第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma
2
②设稳定时金属棒的速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡
此时,金属棒克服安培力做功的功率等于电路中R消耗的电功率 即
得
③设电路中电流为I,导轨间金属棒长为l,磁感应强度为B
方向垂直导轨平面向上
1)a=4m/s2 (2)v=10m/s (3)B=0.4T
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
题型:计算题
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