问题
问答题
如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已知金属棒电阻为0.5Ω,质量为0.5kg,ab长为25cm,B=2T(g取10m/s2),将金属棒由静止释放后,求:
(1)刚释放时,金属棒的加速度;
(2)金属棒下滑的最大速度vmax;
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度.
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答案
(1)刚释放时,框中没有感电流产生,不受安掊力作用,ab在重力作用下向下运动,
加速度为:
a=
=F m
=g=10m/s2mg m
(2)ab将做加速度逐渐减小的加速运动.当F=mg时,加速度为0,做匀速运动,此时速度最大.
∵F安=mg,
欧姆定律:I=E R
感应电动势:E=BLv
又F安=BIL
∴BIL=mg
即vmax=mgR B2L2
代入数据得:vmax=10m/s
(3)因v=5m/s<vmax=10m/s,所以 F安<mg
故:a=
=F合 m mg-F安 m
F安=BIL
I=E R
E=BLv
得 a=mg-B
LBLv R m
代入数据得:a=5m/s2
答:(1)刚释放时,金属棒的加速度10m/s2;
(2)金属棒下滑的最大速度10m/s;
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度5m/s2.