水平面上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,导轨上放一质量为m的金属杆(见图a),金属杆与导轨垂直,金属杆与导轨的电阻均忽略不计,导轨所在空间存在着方向竖直向下的匀强磁场,将与导轨平行的水平恒定拉力F作用在金属杆上

admin2016-03-07  16

问题 水平面上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,导轨上放一质量为m的金属杆(见图a),金属杆与导轨垂直,金属杆与导轨的电阻均忽略不计,导轨所在空间存在着方向竖直向下的匀强磁场,将与导轨平行的水平恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动,当改变拉力的大小时,相对应的金属杆匀速运动时的速度v也会变化,v和F的关系如图b所示。(取重力加速度g=10m/s2)

若已知m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω。求匀强磁场的磁感应强度B。

选项

答案当金属杆匀速运动时,杆中产生的感应电动势为:E=BLv 回路中的感应电流为:I=E/R 金属杆所受的安培力为:F=IBL=[*] 由图像不过原点可知,金属杆受拉力、安培力和摩擦力作用,匀速运动时金属杆的合力为零,因此有:[*] 由v—F图像可知直线的斜率:[*]

解析
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