如图所示(俯视图),水平光滑导轨MN、PQ间距离为l,M、P端接有阻值为R的电阻。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面,竖直向下。质量为m、长为l的金属棒ab垂直于导轨MN、PQ,在垂直于ab的水平恒力F作用下由静止开始运动,不计导轨及ab的电阻,且导轨足够长。求:
⑴ ab棒能够达到的最大速度v;
⑵ ab棒速度为v时的加速度a;
⑶ 当速度为v时撤去外力F,此后棒ab能够运动的距离x。
⑴ 当安培力FA与恒力F平衡时,ab棒匀速运动,速度v达到最大
F = BIl = B2l2v/R,则v = FR/B2l2。
⑵ 速度v′= v/2时感应电动势E = Bl v′、电流强度I = E/R,安培力FA = BIl,根据牛顿第二定律有:F - FA = ma,得a = F/2m,方向与F相同。
⑶ 撤去F后ab在安培力作用下做减速运动,直至静止,根据在足够小的时间Δt内,有速度变化Δv,则加速度a = Δv/Δt,根据牛顿第二定律 BIl = ma即B2l2v/R = ma = mΔv/Δt,变形后得到(B2l2v/R)Δt = mΔv,求和有Σ(B2l2/R)vΔt =ΣmΔv,即(B2l2/R)ΣvΔt = mv – 0;所以有(B2l2/R)x = mv,解得x = mvR/B2l2 = mFR2/B4l4。
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
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