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如图甲所示,水平面上有两根足够长的金属导轨平行固定放置、间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接,导轨上放一根质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计,匀强磁场垂直
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/86d6277f9e2f0708f17a2384ea24b899a901f233.jpg)
(1)金属杆在做匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.5kg,L=0.5M,R=0.5Ω,则磁感应强度B为多大?
(3)由v-F图象的截距可求得什么物理量?其值为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)金属杆在匀速运动之前,水平方向受到拉力F和向左的滑动摩擦力f和安培力FA,由F安=
可知,安培力大小与速度大小成正比,开始阶段,拉力大于安培力和滑动摩擦力之和,金属杆做加速运动,随着速度的增大,安培力增大,合力减小,加速度减小,故金属杆在匀速运动之前做加速度减小的变加速直线运动.
(2)杆产生的感应电动势 E=BLv
感应电流 I=
杆所受的安培力 F安=BIL=
当杆匀速运动时,合力为零,则有:F=F安+f
代入得:F=
+f,
则得:v=
(F-f)
由图线2得直线的斜率k=2
则得:
=k=2,解得,B=
=
=1T;
(3)由图象的截距得:f=2N,
滑动摩擦力:f=μmg,
则得,μ=
=
=0.4;
答:
(1)金属杆在匀速运动之前做:加速度减小的变加速直线运动;
(2)磁感应强度B为1T.
(3)由v-F图象的截距可求得金属杆与导轨间的滑动摩擦因数为0.4.
B2L2v |
R |
(2)杆产生的感应电动势 E=BLv
感应电流 I=
E |
R |
杆所受的安培力 F安=BIL=
B2L2v |
R |
当杆匀速运动时,合力为零,则有:F=F安+f
代入得:F=
B2L2v |
R |
则得:v=
R |
B2L2 |
由图线2得直线的斜率k=2
则得:
R |
B2L2 |
|
|
(3)由图象的截距得:f=2N,
滑动摩擦力:f=μmg,
则得,μ=
f |
mg |
2 |
0.5×10 |
答:
(1)金属杆在匀速运动之前做:加速度减小的变加速直线运动;
(2)磁感应强度B为1T.
(3)由v-F图象的截距可求得金属杆与导轨间的滑动摩擦因数为0.4.
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