如图所示,足够长的光滑平行金属导轨ef和gh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...
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问题详情:
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨ef和gh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放有一根质量为m,电阻为R与导轨垂直的金属杆ab、cd,其余电阻不计.整个装置处于磁感应强度大小为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ab,并最终达到匀速运动时,杆cd恰好静止在圆环上某处,试求:
(1)杆ab做匀速运动时,回路中的感应电流的大小和方向;
杆ab做匀速运动时的速度;
(3)杆cd静止的位置距圆环最低点的高度.
【回答】
解:(1)匀速时,拉力与安培力平衡,F=BIL
得:I= 方向:a→b 或d→c
设匀速运动时金属棒ab的速度为v,产生的感应电动势为E,则:
E=BLv回路电流I=
联立得:v=
(3)设杆cd平衡时,和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ,如图杆受到重力、*力、安培力三力平衡,则:
得:θ=60°
由几何知识得:
答:(1)感应电流为 方向:a→b 或d→c;
杆ab做匀速运动时的速度为
(3)杆cd静止的位置距圆环最低点的高度.
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
题型:计算题