如图所示的平行且光滑的两条金属导轨,不计电阻,与水平面夹角为30°.导轨所在区域有与其平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为0.5米,电阻均为0.1
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/28 22:02:28
如图所示的平行且光滑的两条金属导轨,不计电阻,与水平面夹角为30°.导轨所在区域有与其平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为0.5米,电阻均为0.1
如图所示的平行且光滑的两条金属导轨,不计电阻,与水平面夹角为30°.导轨所在区域有与其平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为0.5米,电阻均为0.1Ω,质量分别为0.1kg和0.2kg.当ab棒在沿斜面向上外力的作用下以速度v = 1.5m/s做匀速运动时,闭合回路中的最大电流可达多少?(g=10m/s2
如图所示的平行且光滑的两条金属导轨,不计电阻,与水平面夹角为30°.导轨所在区域有与其平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为0.5米,电阻均为0.1
一开始,ab棒向上运动时产生感应电动势E=Blv=0.3V,回路中电流I=E/2R=1.5A,于是cd棒受到的安培力为F=BIL=0.3N;方向沿斜面向上(不管ab在下还是cd在下,也不管磁场方向是向上还是向下,都是一样的,因为整个系统总有阻碍磁通量变化的趋势,所以ab往上动时,cd也会想跟着往上动,即受到向上的安培力).但此时cd棒还受到的重力沿斜面的分力为mgsin30=1N〉安培力,所以cd棒只能先往下滑.
于是在后面的运动中,cd棒也切割磁感线,产生感应电动势,并于ab产生的同向叠加,总电动势变大;但是电流也随着变大,cd棒受到的安培力也进一步变大,越来越接近重力的分力1N,所以cd受到的合力不断变小,所以在这个阶段中cd做加速度变小的变加速运动,直到安培力也变大到1N,cd受力平衡,以后就做匀速运动,而此时由于加速停止,所以速度达到最大,cd产生的感应电动势最大,电流最大.最大电流可以从此时cd棒受力平衡入手计算,此时安培力F=1
N,所以最大电流I=F/BL=1/0.4/0.5=5A.
以上计算不知道有没有算错,但是思路是这样的.