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  • 如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌相距l(xiāng)=1m,導軌平面與水平面成θ=30°角,下端連接“2.5V,0.5W”的小電珠,勻強磁場方向與導軌平面垂直.質(zhì)量為m=0.02

    如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌相距l(xiāng)=1m,導軌平面與水平面成θ=30°角,下端連接“2.5V,0.5W”的小電珠,勻強磁場方向與導軌平面垂直.質(zhì)量為m=0.02kg、電阻不計的光滑金屬棒放在兩導軌上,金屬棒與兩導軌垂直并保持良好接觸.取g=10m/s2.求:

    (1)金屬棒沿導軌由靜止剛開始下滑時的加速度大??;
    (2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,小電珠正常發(fā)光,求該速度的大??;
    (3)磁感應強度的大?。?/div>
    物理人氣:401 ℃時間:2019-11-02 18:10:13
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)設金屬棒剛開始下滑時的加速度為a,由于金屬棒開始下滑的初速為零,根據(jù)牛頓第二定律有
       mgsinθ=ma  ①
    代入數(shù)據(jù)解得  a=gsin30°=5m/s2
    (2)設金屬棒運動達到穩(wěn)定時的速度為v、所受安培力為FA,棒在沿導軌方向受力平衡,則有
         mgsin θ-FA=0     ③
    此時金屬棒克服安培力做功的功率等于小電珠消耗的電功率,則有
         P=FAv  ④
    聯(lián)立③④式并入代數(shù)據(jù)解得   v=5m/s  ⑤
    (3)設磁感應強度的大小為B,金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為E=Blv  ⑥
    小電珠正常發(fā)光,其兩端電壓等于E,必有E=U=2.5V  ⑦
    聯(lián)立⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)解得  B=0.5T   ⑧
    答:
    (1)金屬棒沿導軌由靜止剛開始下滑時的加速度大小是5m/s2;
    (2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,小電珠正常發(fā)光,該速度的大小為5m/s;
    (3)磁感應強度的大小是0.5T.
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