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如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保...

manfen5.com 满分网如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已知金属棒电阻为0.5Ω,质量为0.5kg,ab长为25cm,B=2T(g取10m/s2),将金属棒由静止释放后,求:
(1)刚释放时,金属棒的加速度;
(2)金属棒下滑的最大速度vmax
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度.
(1)刚释放时,金属棒没有速度,因此不会产生感应电动势,所以没有感应电流,则由牛顿第二定律可得此时金属棒的加速度; (2)根据右手定则判断出感应电流的方向,根据左手定则判断出安培力的方向.金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到0,即安培力等于重力时,速度达到最大. (3)对棒受力分析,由牛顿第二定律可求得棒的加速度. 【解析】 (1)刚释放时,框中没有感电流产生,不受安掊力作用,ab在重力作用下向下运动, 加速度为: =10m/s2 (2)ab将做加速度逐渐减小的加速运动.当F=mg时,加速度为0,做匀速运动,此时速度最大. ∵F安=mg, 欧姆定律: 感应电动势:E=BLv 又F安=BIL ∴BIL=mg 即 代入数据得:vmax=10m/s (3)因v=5m/s<vmax=10m/s,所以 F安<mg 故: F安=BIL E=BLv 得  代入数据得:a=5m/s2 答:(1)刚释放时,金属棒的加速度10m/s2; (2)金属棒下滑的最大速度10m/s; (3)当速度为5m/s时,棒的加速度5m/s2.
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考点分析:
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C.物体的质量为3kg
D.物体的加速度大小为5m/s2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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