问题标题:
如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,两根长为L的完全相同的金属棒ab、c
问题描述:
如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,两根长为L的完全相同的金属棒ab、cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨电接触良好,每根棒的质量为m、电阻为R.现对ab施加平行导轨向上的恒力F,当ab沿导轨向上做匀速直线运动时,cd保持静止状态.
(1)求力F的大小及ab运动的速度大小;
(2)若施加在ab上力的大小变为2mg,方向不变,经过一段时间后ab、cd以相同加速度沿导轨向上加速运动,求此时ab棒与cd棒的速度差(Δv=vab-vcd).
黄梦醒回答:
(1)ab棒所受合外力为零
F-Fab-mgsinα=0 ①
cd棒所受合外力为零
Fcd-mgsinα=0 ②
ab、cd棒所受安培力大小为
Fab=Fcd=BIL=B ③
解得:F=2mgsinα=mg ④
vab= ⑤
(2)当ab、cd以共同加速度运动a运动时,运用整体法由牛顿定律得
2mg-2mgsinα=2ma ⑥
以cd棒为研究对象有
BIL-mgsinα=ma ⑦
由法拉第电磁感应定律
E==BL(vab-vcd)=BLΔv ⑧
I= ⑨
联立⑥⑦⑧⑨解得Δv= ⑩
点击显示
物理推荐
热门物理推荐