[题目]如图所示.两根竖直固定的足够长的金属导轨ab和cd相距L=0.2m.另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为.可沿导轨无摩擦地滑动.MN杆和PQ杆的电阻均为(竖直金属导轨电阻不计).PQ杆放置在水平绝缘平台上.整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中.g取10m/s2.(1)若将PQ杆固定.让MN杆在竖直向上的恒定拉力的作用下由静止开始向上运� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ab和cd相距L=0.2m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为(竖直金属导轨电阻不计)，PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取10m/s2。

(1)若将PQ杆固定，让MN杆在竖直向上的恒定拉力的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度，杆MN的最大速度为多少?

(2)若将MN杆固定，MN和PQ的间距为d=0.4m，现使磁感应强度从零开始的变化率均匀地增大，经过多长时间，杆PQ对地面的压力为零？

【答案】(1)8m/s (2) t=100s

【解析】(1)MN杆切割磁感线产生的电动势为:E1＝B0Lv

由闭合电路欧姆定律得:

MN杆所受安培力大小为:F安＝B0I1L

对MN杆应用牛顿第二定律得:F－mg－F安＝ma

当MN杆速度最大时,MN杆的加速度为零,

联立公式得MN杆的最大速度为:

(2)感生电动势为:

由闭合电路欧姆定律得:

t时刻的磁感应强度为:

PQ杆受力平衡:mg＝BI2L

联立得时间t为:

故本题答案是：(1)8m/s (2) t=100s

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