如右圖示,位于水平面內(nèi)的兩條平行導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.3米;電源電動(dòng)勢(shì)為ε=6 伏,內(nèi)阻不計(jì),R=5歐;金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直;整個(gè)裝置放在圖示方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)閉合K后,金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力阻力f=0.1牛,求ab棒的最大速度vmax和vmax對(duì)應(yīng)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度B(金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì))。
18米/秒,0.56特
【解析】
試題分析:閉合電鍵K,根據(jù)左手定則判斷出ab棒受到的安培力向左,金屬棒做加速運(yùn)動(dòng),又因?yàn)榻饘侔粝蜃筮\(yùn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生與電源反方向的電勢(shì)差,所以電路中的電流減小,金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后安培力等于摩擦力,金屬棒所受合力為零做勻速運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)金屬棒的受力:時(shí),速度最大,金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013011322055238654221/SYS201301132206396833287147_DA.files/image002.png">
回路中的電流:
根據(jù)題意f=0.1牛
聯(lián)立上式得:
因?yàn)锽有解,所以,即
,
所以最大速度為18m/s
把代入方程解得,B=
考點(diǎn):本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用
點(diǎn)評(píng):此題綜合能力較強(qiáng),關(guān)鍵是需要學(xué)生考慮到解此方程要用數(shù)學(xué)求根的方法,題目過(guò)程簡(jiǎn)單,解答較難。
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