如图水平金属导轨的间距为1m,处在一个竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,其上有一个与之接触良好的金属棒,金属棒的

2个回答

  • 解题思路:(1)根据E=BLv求出速度为2m/s时的感应电动势,从而得出电路中的实际电压,根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流,再根据牛顿第二定律求出加速度的大小.

    (2)当安培力与阻力相等时,金属棒达到稳定状态,根据平衡,结合闭合电路欧姆定律求出稳定的速度大小.

    (3)金属棒离开导轨后做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间,从而得出水平位移,判断能否落到对面的平台.

    (1)感应电动势:ɛ=BLv=2×1×2V=4V…①

    且产生的感应电流其方向与电路电流方向相反,则此时电路的实际电压:

    U=E-ɛ=10-4V=6V…②

    电流:I=

    U

    R+r=

    6

    2A=3A

    F=F-f=BIl-μmg=1N…③

    a=

    F合

    m=1m/s2…④

    (2)金属棒达到稳定状态,即:F=f…⑤

    则:BIl=μmg

    I=

    μmg

    Bl=2.5A…⑥

    E-ɛ=I(R+r) 得:ɛ=E-I(R+r)=5V…⑦

    由ɛ=Blv得:

    v=

    ɛ

    Bl=2.5m/s…⑧

    (3)h=

    1

    2gt2=0.8m…⑨

    x=vt…⑩

    得:t=0.4s,x=1m>0.8m

    知金属棒能够落到对面的平台.

    答:(1)金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为1m/s2

    (2)金属棒达到稳定状态时的速度为2.5m/s.

    (3)金属棒能够落到对面的平台.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;闭合电路的欧姆定律;安培力.

    考点点评: 本题是电磁感应与电路和动力学的综合,注意产生的感应电动势与电源电动势方向相反,结合闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等知识进行求解.

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