(多选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间
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(多选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间
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(多选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
答案
当从t=0时刻起,金属棒通以I=kt,则由左手定则可知,安培力方向垂直纸面向里,使其紧压导轨,则导致棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,由于速度与加速度方向相同,则做加速度减小的加速运动.
当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,则速度达到最大,其动能也最大.
当安培力继续增大时,导致加速度方向竖直向上,则出现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动.
而速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小,故C错误,D正确;
μN=mg 而N=BIL=BLkt 由牛顿第二定律得:mg-μBLKt=ma,因此a=g-
μBLK
m
,而重力小于摩擦力时,加速度方向向上,故B正确,A错误;
故选:BD.
举一反三
某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上的刻度.MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度.MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g.
(1)当电流表的示数为零时,求弹簧的伸长量;
(2)为使电流表正常工作,判断金属杆MN中电流的方向;
(3)若磁场边界ab的长度为L
1
,bc的长度为L
2
,此电流表的量程是多少?
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关于垂直于磁场方向的通电直导线所受到磁场作用力的方向,下列说法正确的是( )
A.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行
B.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行
C.跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直
D.以上说法都不对
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一根长为0.lm、通有电流1.8A的导线,放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,受到的磁场力大小可能为( )
A.0.01N
B.0.04N
C.0.1N
D.0.2N
题型:不详
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一根长为0.2m,电流强度为2A的通电直导线,垂直磁感线放在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中,磁场足够大,则导线受到的磁场力是( )
A.0.4N
B.0.2N
C.0.1N
D.0N
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如图所示的通电导线在磁场中受力图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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