電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和能量問(wèn)題(編輯修改稿)
2025-07-04 21:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斜部分光滑。且水平部分置于B＝0．6T豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜部分處沒(méi)有磁場(chǎng)。已知導(dǎo)線a和b的質(zhì)量均為0．2kg，電阻均為0．15Ω，開始時(shí)a、b相距足夠遠(yuǎn)，b放置在水平導(dǎo)軌上，現(xiàn)將a從斜軌上高0．05m處由靜止開始釋放，求：（g＝10m/s2)。（1）回路中的最大感應(yīng)電流是多少？（2）如果導(dǎo)線和導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0．1，當(dāng)導(dǎo)線b的速度最大時(shí)，導(dǎo)線a的加速度是多少？分析與解：（1）當(dāng)導(dǎo)線a沿傾斜導(dǎo)軌滑下時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，導(dǎo)線a進(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí)速度最大，即。此時(shí)，導(dǎo)線a開始做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，即。（2）經(jīng)分析可知，當(dāng)導(dǎo)線b的速度達(dá)到最大值時(shí)，導(dǎo)線b所受的安培力與摩擦力大小相等，方向相反，即umg＝BIL，此時(shí)導(dǎo)線a受到的摩擦力和安培力方向都向右，即F＝μmg＋BIL＝2μmg。根據(jù)牛頓第二定律，導(dǎo)線a產(chǎn)生的加速度為，方向水平向右。三、利用動(dòng)量定理求解圖3例3 如圖3所示，豎直放置的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌，置于垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根質(zhì)量相同的導(dǎo)體棒a和b，與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng)。先固定a，釋放b，當(dāng)b的速度達(dá)到10m/s時(shí)，再釋放a，經(jīng)過(guò)1s后，a的速度達(dá)到12m/s，則A、當(dāng) B、當(dāng)C、若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，它們最終的速度必相同D、它們最終的速度不相同，但速度差恒定分析與解：當(dāng)b棒先向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在a和b以及導(dǎo)軌所組成的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，于是a棒受到向下的安培力，b棒受到向上的安培力，且二者大小相等
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