如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直

如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直

题型:不详难度:来源:
如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直.电源电动势为E,内电阻r,定值电阻为R,其余部分电阻不计.则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?魔方格
答案
由题意知,电键闭合时,导体棒中通过的电流方向是从a到b,根据左手定则知,导体棒受到的安培力方向如图所示

魔方格

因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向所受合力为0
由题意得:F=BIL
则导体棒所受的合力F=F合x=Fsinα
根据牛顿第二定律,棒产生的加速度a=
F
m
=
BILsinα
m

在电路中,根据闭合电路欧姆定律I=
E
R+r
知,通过导体棒的电流大小I=
E
R+r

所以导体棒产生的加速度a=
BILsinα
m
=
BELsinα
m(R+r)

答:棒ab的加速度大小为:a=
BELsinα
m(R+r)
=
BEdsinα
m(R+r)
举一反三
如图所示,质量为0.2kg的物体带正电,其电量为4×10-4C,从半径为0.3m光滑的
1
4
圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点,然后继续沿水平面滑动.物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4,整个装置处于E=103N/C的竖直向下的匀强电场中.(g取10m/s2)求:
(1)物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力;
(2)物体在水平面上滑行的最大距离.魔方格
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一有界匀强磁场区域如图所示,质量为m,电阻为R,半径为r的圆形线圈一半在磁场内,一半在磁场外,t=0时磁感应强度为B,以后均匀减小直至零,磁感应强度的变化率
△B
△t
为一常数k,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,不考虑重力影响.求
(1)t=0时刻线圈的加速度.
(2)线圈最后做匀速直线运动时回路中的电功率.魔方格
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如图所示,一根跨越光滑定滑轮的轻绳,两端各有一杂技演员(可视为质点),a站于地面,b从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员b摆至最低点时,a刚好对地面无压力,则演员a质量与演员b质量之比为(  )
A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1
魔方格
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质量是l0吨的汽车在公路上行驶,前进过程中所受的阻力大小是车重的0.05倍.若汽车的输出功率始终为100千瓦,则汽车行驶的最大速度是______m/s,汽车速度为10m/s时的加速度为______m/s2.(g=10m/s2
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如图,匀强磁场垂直纸面向里,有一足够长的等腰三角形绝缘滑槽,斜槽两侧与水平面夹角为α,在斜槽顶点两侧各放一个质量相等、带等量负电荷的滑块A和B,两滑块与斜槽间的动摩擦因数相等,且μ<tanα,将两滑块同时由静止释放,则(  )
A.洛伦兹力对A、B两滑块都不做功
B.两滑块沿斜槽都做匀加速运动,且aA>aB
C.两滑块沿斜槽都做变加速运动,且aA>aB
D.两滑块沿斜槽的最大位移的大小关系为sA>sB
魔方格
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