如图所示,U形导体框架宽L=1m,与水平面成α=30°角倾斜放置在匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,垂直框面向上.在框

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  • 解题思路:导体棒ab向下先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,速度达到最大,此时棒受到重力、支持力、滑动摩擦力、安培力平衡,推导出安培力与速度关系式,由平衡条件求出最大速度vm.

    导体棒ab向下先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,速度达到最大,由匀速运动的力平衡条件得:

    mgsinα=FA

    又FA=BIL,I=

    BLvm

    R

    则得:FA=

    B2L2vm

    R

    联立得:vm=[mgRsinα

    B2L2=

    0.2×10×0.1×0.5/0.2×0.2×1×1]m/s=2.5m/s

    答:ab棒下滑的最大速度vm为2.5m/s.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律.

    考点点评: 本题是电磁感应与力学知识的综合题,推导出安培力与速度的关系式是关键,再根据导体棒的运动状态,运用平衡条件进行研究是常用的思路,也可以根据能量守恒定律求解.

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