如圖,水平放置金屬導(dǎo)軌M、N,平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,間距為L(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面夾角為α,金屬棒ab的質(zhì)量為m,放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直,且與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.電源電動(dòng)勢(shì)為E,定值電阻為R,其余部分電阻不計(jì).則當(dāng)電鍵調(diào)閉合的瞬間,棒ab的加速度為多大?
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由題意知,電鍵閉合時(shí),導(dǎo)體棒中通過的電流方向是從a到b,根據(jù)左手定則知,導(dǎo)體棒受到的安培力方向如圖所示
因?yàn)閷?dǎo)體棒受四個(gè)力作用下在水平方向運(yùn)動(dòng),故導(dǎo)體棒在豎直方向所受合力為0
由題意得:F=BIL
則導(dǎo)體棒所受的合力F=F合x=Fsinα
 由平衡條件得:FN=mg+BILcosα
根據(jù)牛頓第二定律,BILsinα-μFN=ma
在電路中,根據(jù)閉合電路歐姆定律I=
E
R
知,
所以導(dǎo)體棒產(chǎn)生的加速度a=
BELsinα-μmgR-μBELcosα
mR

答:棒ab的加速度大小為
BELsinα-μmgR-μBELcosα
mR
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在水平面上平行放置著兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,導(dǎo)軌間距為d,導(dǎo)軌和電路的連接如圖所示.在導(dǎo)軌的MP端放置著一根金屬棒,與導(dǎo)舅垂直且接觸良好.空間中存在豎直向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將開關(guān)S1閉合,S2斷開,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1,金屬棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài);再將開關(guān)S2閉合,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2,金屬棒在導(dǎo)軌上由靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直.設(shè)金屬棒的質(zhì)量為m,金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.忽略導(dǎo)軌的電阻以及金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),重力加速度為g.求:
(1)金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速度大。
(2)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中,電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

兩條相距為1m的水平金屬導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)電棒ab,處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,導(dǎo)電棒的質(zhì)量是1.2kg,當(dāng)棒中通入2安培的電流時(shí)(電流方向是從a到b),它可在導(dǎo)軌上向右勻速滑動(dòng),如電流增大到4A時(shí),棒可獲得0.5m/s2的加速度.求:
①磁場(chǎng)的方向?
②磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小和摩擦力大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?寶雞模擬)如圖所示,MN、PQ是水平放置且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)孰,兩導(dǎo)軌間距離d1=0.2rn.兩導(dǎo)軌間有寬度分別為l1=2cm和l2=lcm、磁感強(qiáng)度分別為B1=0.5T和B2=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向分別垂直紙面向里和向外,在兩導(dǎo)軌右端接有平行金屬板AB;金屬板的長(zhǎng)度l=18cm,兩板間距d2=6cm.一金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,當(dāng)金屬桿ab從磁場(chǎng)的左邊界開始以v=20m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)同時(shí),一比荷為200C/kg的負(fù)離子從兩板間靠近B板左邊緣的C點(diǎn)以速度vo水平向右射入板間,金屬桿滑動(dòng)中始終與導(dǎo)軌垂直且二者保持良好接觸,帶電離子的重力不計(jì);平行金屬板AB充放電時(shí)間不計(jì),若負(fù)離子從兩金屬板間射出時(shí)速度方向水平向右,求v0.的最小值是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?深圳二模)如圖甲所示,電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=0.5m,上端連接R=0.5Ω的電阻,下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán),導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300,導(dǎo)軌間虛線區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng),其上、下邊界之間的距離s=1Om,磁感應(yīng)強(qiáng) 度B-t圖如圖乙所示.長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì),垂直導(dǎo) 軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d=2.5m處,在t=O時(shí)刻由靜止釋放,棒與導(dǎo)軌始終接觸良 好,滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng).g取10m/s2,求:

(1)棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間;
(2)棒進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力;
(3)在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)兩條金屬導(dǎo)軌上水平放置一根導(dǎo)電棒ab,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.導(dǎo)電棒質(zhì)量為1.2kg,長(zhǎng)為1m,當(dāng)棒中通入3A電流時(shí),它可在導(dǎo)軌上勻速滑動(dòng),若電流增大為5A時(shí),棒可獲得2m/s2的加速度.則該裝置所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為
 

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