如图所示,导体杆ab质量为m,电阻为R,放在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.电源内阻不计,重力加速-高二物理

题目简介

如图所示,导体杆ab质量为m,电阻为R,放在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.电源内阻不计,重力加速-高二物理

题目详情

如图所示,导体杆ab质量为m,电阻为R,放在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.电源内阻不计,重力加速度为g.求:
①若导体光滑时,电源电动势E1为多大能使导体杆静止在导轨上?
②若导体杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使杆在导轨上匀速下滑,电源的电动势E2应为多大?
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案


①导体光滑时,导体杆静止在轨道上时受到重力、安培力和轨道的支持力,如图1所示.根据平衡条件得:
Fcosθ=mgsinθ
又 F=BIL,I=
E1
R

联立得:E1=class="stub"mgRtanθ
BL

②不通电时导体杆在导轨上匀速下滑时,受到重力、安培力和轨道的支持力、滑动摩擦力,如图2所示,根据平衡条件得:
mgsinθ=f+Fcosθ
mgcosθ+Fsinθ=N
又 F=BIL,I=
E2
R
,f=μN
联立解得:E2=
mgR(sinθ-μcosθ)
BL(cosθ+μsinθ)

答:
①若导体光滑时,电源电动势E1为class="stub"mgRtanθ
BL
能使导体杆静止在导轨上?
②若导体杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使杆在导轨上匀速下滑,电源的电动势E2应为
mgR(sinθ-μcosθ)
BL(cosθ+μsinθ)

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