问题
计算题
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef,水平放置且相距L,在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环,两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路,两金属杆质量均为m,电阻均为R,其余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F= mg拉细杆a,达到匀速运动时,杆b恰好静止在圆环上某处,试求:
(1)杆a做匀速运动时,回路中的感应电流I;
(2)杆a做匀速运动时的速度v;
(3)杆b静止的位置距圆环最低点的高度h。
答案
(1)(2)(3)
题目分析:⑴匀速时,拉力与安培力平衡,F=BIL
得: (3分)
⑵金属棒a切割磁感线,产生的电动势E=BLv
回路电流 联立得: (3分)
⑶平衡时,棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ,
得:θ=60° (3分)
点评:难度中等,明确导体棒匀速运动时拉力与安培力平衡,结合受力平衡问题求解