分析 (1)由左手定则即可判断出电流的方向,当安培力等于重力向下的分力时,向下的速度最大,由此即可求出;
(2)没有磁场时,金属棒静止;由磁通量的定义式即可求出磁通量的大小,然后由法拉第电磁感应定律,结合欧姆定律即可求出.
解答 解:(1)当导轨光滑时,金属棒将沿导轨下滑,由右手定则可判断出电流方向从b指向a
当安培力等于重力向下的分力时,即:mgsinθ=F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{m}}{R}$时达到最大速度vm,
整理得:vm=$\frac{mgRsinθ}{{B}_{0}^{2}{L}^{2}}$
(2)由于金属棒与导轨间动摩擦因数?>tanθ,所以如果没有外加磁场时金属棒在重力、支持力、摩擦力的作用下满足:
mgsinθ>μmgcosθ,将静止于导轨上.
t=0时刻,B=B0,穿过回路MPba的磁通量:Φ=BS=$\frac{{B}_{0}L}{2}$
由法拉第电磁感应定律得:$E=\frac{△Φ}{△t}$
通过回路的电流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{({B}_{1}-{B}_{0}){L}^{2}}{2R{t}_{1}}$ ①
金属棒受到的安培力方向沿斜面向上,大小为:F安=BIL ②
磁感应强度B随时间增大时,安培力随之增大,在这个过程中静摩擦力的方向先是沿斜面向上逐渐减小到零再反向增大到最大值,这个过程中金属棒都保持静止.
因此,当满足:F安=mgsinθ+μmgcosθ ③时,金属棒开始运动
将①②③式联立,解得金属棒开始运动时的磁感应强度:
B=$\frac{2R{t}_{1}(mgsinθ+μmgcosθ)}{({B}_{1}-{B}_{0}){L}^{3}}$
答:(1)若导轨光滑,磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示,金属棒中电流的方向从b指向a,金属棒在磁场中运动的最大速度为$\frac{mgRsinθ}{{B}_{0}^{2}{L}^{2}}$;
(2)求t=0时刻穿过回路MPba的磁通量为$\frac{{B}_{0}L}{2}$,金属棒开始运动时刻的磁感应强度为$\frac{2R{t}_{1}(mgsinθ+μmgcosθ)}{({B}_{1}-{B}_{0}){L}^{3}}$.
点评 电磁感应常常与能量及受力结合,在分析此类问题时要注意物体的运动状态,从而灵活地选择物理规律求解.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 匀变速曲线运动 | B. | 速度大小不变的曲线运动 | ||
C. | 匀加速直线运动 | D. | 匀速直线运动 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 磁感线从磁体N极出发到S极终止 | |
B. | 某点磁场的方向与在该点放置一小段通电导线所受的磁场力的方向一致 | |
C. | 小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 | |
D. | 在两条磁感线的空隙处不存在磁场 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | a是α射线,它的速度接近光速 | |
B. | b是γ射线,它能穿过几厘米厚的铅板 | |
C. | c是一种频率很高的电磁波,它的电离本领很强 | |
D. | a、c是从原子核放射出来的,b是核外电子辐射出来的 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 小球a、b在空中飞行的时间之比为2:1 | |
B. | 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面夹角之比为1:1 | |
C. | 小球a、b抛出时的初速度大小之比为2:1 | |
D. | 小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4:1 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电动机线圈的电阻为 400Ω | |
B. | 电热丝的电阻为 55Ω | |
C. | 电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为 1000J | |
D. | 电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为 1000J |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在此过程中,物块A的位移为$\frac{2mgsinθ}{k}$ | |
B. | 在此过程中,物块A的机械能增加量为$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}si{n}^{2}θ}{k}$+$\frac{1}{2}$mv2 | |
C. | 在此过程中,弹簧的弹性势能增加量为$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}si{n}^{2}θ}{k}$ | |
D. | 物块B刚要离开挡板C时,突然撤去恒力F,物块A的加速度等于$\frac{F-mgsinθ}{m}$ |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com