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如图所示,两根很长的光滑平行导轨相距L,放在一水平面内,其左端接有电容C,阻值为R1和R2的电阻。整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F的水平恒力拉棒,使它沿垂直于棒的方向向右运动,棒与导轨的电阻不计,试求:

(1)棒运动的最大速度。

(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容放电瞬间棒受到的安培力大小和方向。

 

【答案】

(1)(2)F 方向向右

【解析】

试题分析:(1)当棒的速度达到最大时,外力的功率等于回路消耗的热功率。

E2/R1=F (2分)    其中E=BL (1分)

由①②两式解得:(1分)

另解:当安培力等于外力F时,棒的速度达到最大,则

F=BIL (1分)  其中 I=E/R1(1分) E=BL(1分)

由以上三式解得:(1分)

(2)电容放电时电流方向从b到a,根据左手定则可知安培力方向向右。(1分)

安培力大小 (1分)    式中 (1分)

解得:F(1分)

考点:考查了导体切割磁感线运动,欧姆定律

点评:本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,安培力是联系力与电磁感应的桥梁,

 

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(1)棒ab运动的最大速度;
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容器瞬间棒所受安培力的大小和方向.

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(1)金属绑ab运动的最大速度
(2)金属绑ab运动的最大速度时,电容器的带电量,并在答题纸上标明两板带电的正负
(3)金属绑ab运动的最大速度之后,突然使它停止,则电容器放电瞬间,ab受到的安培力大小和方向.

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(1)棒ab运动的最大速度.
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容放电瞬间棒受到的安培力大小和方向.

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(1)棒运动的最大速度。
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容放电瞬间棒受到的安培力大小和方向。

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