如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中.一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速-物理

题目简介

如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中.一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速-物理

题目详情

如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中.一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动.质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内,两顶点a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态.不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.
(1)通过ab边的电流Iab是多大?
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?360优课网
题型:问答题难度:中档来源:四川

答案

(1)设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为Iab,dc边的电流为Idc,有:Iab=class="stub"3
4
I
Icd=class="stub"1
4
I

金属框受重力和安培力,处于静止状态,有:mg=B2IabL2+B2IdcL2
联立三式解得:Iab=class="stub"3mg
4B2L2

故通过ab边的电流Iab是:Iab=class="stub"3mg
4B2L2

(2)由(1)可得:I=class="stub"mg
B2L2

设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有:E=B1L1v
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则:R=class="stub"3
4
r

根据闭合电路欧姆定律,有:I=class="stub"E
R

联立解得:v=class="stub"3mgr
4B1B2L1L2

故导体杆ef的运动速度v是:v=class="stub"3mgr
4B1B2L1L2

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