如圖所示，兩根水平放置的平行光滑導(dǎo)軌上，有兩根可以移動的、垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab和cd，導(dǎo)軌的間距為25cm，ab棒和cd棒的阻值均為2Ω，導(dǎo)軌的電阻不計．現(xiàn)將cd棒用一根絕緣細(xì)繩水平拉住，細(xì)繩所能承受的最大拉力為2N．整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為4T．今在棒ab上作用一個與導(dǎo)軌平行向右的恒力F，直到細(xì)繩被拉斷．則細(xì)繩被拉斷時，求：
（1）cd棒中電流強(qiáng)度的大小
（2）ab棒的速度大�。�
分析：（1）當(dāng)細(xì)線所受的拉力達(dá)到最大值2N時將被拉斷，此時拉力恰好與所受的安培力大小相等．根據(jù)安培力公式可求得cd棒中電流強(qiáng)度的大小．
（2）根據(jù)法拉第定律和歐姆定律結(jié)合，可求得ab棒的速度大�。�
解答：解：（1）細(xì)繩被拉斷時，cd桿所受的安培力恰好等于細(xì)線的最大拉力，即有：F安=Fm；
而F安=BIL
聯(lián)立解得，cd棒中電流強(qiáng)度的大小為：I=
Fm
BL
=
2
4×0.25
A=2A
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I=
BLvab
R

則得，ab棒的速度大小為：vab=
IR
BL
=
2×4
4×0.25
m/s=8m/s
答：（1）cd棒中電流強(qiáng)度的大小是2A．
（2）ab棒的速度大小是8m/s．
點評：本題雙桿模型，當(dāng)cd棒不動時，只有ab棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，關(guān)鍵要會推導(dǎo)安培力的表達(dá)式．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根無阻導(dǎo)軌與水平面成θ=370角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=lΩ電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌問最大靜摩擦力fm=15N．當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力．求：
（1）電源的電動勢E．
（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證導(dǎo)軌不滑動，磁感強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根無電阻導(dǎo)軌與水平面成θ=37°角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=1Ω電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力fm=1.5N．當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力．求：
（1）電源的電動勢E．
（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證金屬桿剛好不向下滑動，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根無電阻導(dǎo)軌與水平面成角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=1Ω電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力N.當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力.求：

（1）電源的電動勢E.

（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證金屬桿剛好不向下滑動，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年貴州省遵義四中高二上學(xué)期期末考試物理試卷 題型：計算題

如圖所示，兩根無電阻導(dǎo)軌與水平面成角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=1Ω電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力N.當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力.求：
（1）電源的電動勢E.
（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證金屬桿剛好不向下滑動，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2, sin37°="0.6," cos37°=0.8）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2012屆貴州省高二上學(xué)期期末考試物理試卷 題型：計算題

如圖所示，兩根無電阻導(dǎo)軌與水平面成角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=1Ω電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力N.當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力.求：

（1）電源的電動勢E.

（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證金屬桿剛好不向下滑動，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8）

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案