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如右图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求:

(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff;

(2)杆ab中通过的电流及其方向;

(3)导轨左端所接电阻R的阻值.

 

【答案】

 (1)F- (2)  方向 a→b (3)2-r

【解析】(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有

F-Ff=ma①

v2=2ad②

解得导轨对杆的阻力

Ff=F-.③

(2)杆进入磁场后做匀速运动,有F=Ff+FA④

杆ab所受的安培力

FA=IBl⑤

解得杆ab中通过的电流

I=

杆中的电流方向自a流向b.⑦

(3)杆ab产生的感应电动势

E=Blv⑧

杆中的感应电流

I=

解得导轨左端所接电阻阻值

R=2-r.⑩

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如右图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求:

(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff

(2)杆ab中通过的电流及其方向;

(3)导轨左端所接电阻R的阻值.

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⑵杆ab中通过的电流及其方向;

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A.导体棒ab中电流的流向为由b到a

B.c、d两端的电压为1V

C.d、e两端的电压为1V

D.f、e两端的电压为1V

 

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