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【题目】如图所示,MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨,相距为d=0.5m,M、P之间连一个R=1.5Ω的电阻,导轨间有一根质量为m=0.2kg,电阻为r=0.5Ω的导体棒EF,导体棒EF可以沿着导轨自由滑动,滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好.整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T.取重力加速度g=10m/s2 , 导轨电阻不计.

(1)若导体棒EF从磁场上方某处沿导轨下滑,进入匀强磁场时速度为v=2m/s,
a.求此时通过电阻R的电流大小和方向;
b.求此时导体棒EF的加速度大小;
(2)若导体棒EF从磁场上方某处由静止沿导轨自由下滑,进入匀强磁场后恰好做匀速直线运动,求导体棒EF开始下滑时离磁场的距离.

【答案】
(1)

解:a.导体棒EF产生的感应电动势:E=Bdv

由闭合电路欧姆定律,得:I= = =1A

方向:由P指向M

b.导体棒所受安培力:F=BId

由牛顿第二定律:mg﹣F=ma

可得 a=g﹣

代入数据解得 a=5m/s2


(2)

解:导体棒匀速运动时,有:mg=BId

又 I= =

则得匀速运动的速率为 v=

代入解得 v=4m/s

由自由落体公式:v2=2gh

则得 h= =0.8m


【解析】(1)a、由公式E=Bdv求感应电动势,由闭合电路欧姆定律求感应电流的大小,由右手定则判断感应电流的方向.b、由公式F=BdI求出棒所受的安培力,再由牛顿第二定律求加速度.(2)由平衡条件和安培力与速度的关系式,求出匀速运动的速度,再由自由落体运动的规律求解.

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1)木块受到的摩擦力为多少?

2)若将F2顺时针转90°,此时木块受的合力大小为多少?

3)若将F2逆时针转90°,此时木块受的合力大小为多少?

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(1)求磁感应强度B的大小;
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(3)在(2)过程中,整个电路中产生的焦耳热.

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(3)ab棒的加速度.

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