(2006•湖北模拟)如图所示,在方向竖直向上的磁感应强度为B特斯拉的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ,

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  • 解题思路:(1)ab棒向右做匀加速运动进,穿过回路abcd的磁通量增大,回路中产生感应电动势和感应电流,cd受到向右的安培力作用,当安培力大小等于细线的最大拉力时,细线被拉断.根据 E=BLv、I=[E/2R]、F=BIL,v=at,推导出安培力F的表达式,细线刚被拉断时F=T,即可求得t;

    (2)在细线被拉断瞬间撤去拉力F后,cd棒由于受到向右的安培力也向右开始做加速运动,cd切割磁感线产生感应电动势,回路中总的感应电动势将减小,感应电流减小,则ab做加速度逐渐减小的减速运动,cd做加速度逐渐减小的加速运动,最终两者以共同速度v′做匀速直线运动.根据系统动量守恒求得两棒最终匀速运动时的速度.

    (3)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流公式I=[q/t],求得通过两棒的电量q,再对cd棒运用动量定理求解△x.

    (1)设绳被拉断时回路中的电流为I,设拉断时棒ab中电动势为E,速度为v,运动时间为t,则 E=BLv I=E2R v=at cd棒所受的安培力为 F=BIL,联立解得,F=B2L2at2R细线即将拉断时,对cd有:T=F解得:t=2R...

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;安培力;导体切割磁感线时的感应电动势.

    考点点评: 本题双杆模型,当cd棒不动时,只有ab棒切割磁感线产生感应电动势,关键要会推导安培力和运用动量定理求△x.当cd棒也运动时,关键要正确分析两棒的运动情况.

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