如圖12所示，MN、PQ是兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌的M、P端加接一個(gè)阻值為R的電阻.一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，從靜止釋放開始沿導(dǎo)軌下滑，求ab棒的最大速度.（要求畫出ab棒的受力圖，已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì)）

圖12

解析：這是一道高考題，它考查了電磁感應(yīng)規(guī)律與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用.

ab下滑做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向及受力如下圖所示.

E=BLv                                                                     ①

F=BIL                                                                     ②

a=                                                      ③

由①②③可得a=

在ab下滑過程中v增大，由上式知a減小，循環(huán)過程為：v↑→E↑→I↑→F安↑→F合↓→a↓.在這個(gè)循環(huán)過程中，ab做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a=0時(shí)（即循環(huán)結(jié)束時(shí)），速度達(dá)到最大值，設(shè)為vm.則有

mgsinθ=μmgcosθ+

所以vm=

答案：vm=


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖12所示，O為圓心，已知玻璃的折射率為。一束與MN平面成45°的平行光束從空氣射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出，求能從MN射出的光束的寬度為多少？

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科目：高中物理 來源：2014屆河南省高二第一次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖12所示，一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OM＝MN.P點(diǎn)在y軸右側(cè)，MP⊥ON.則 (　　)

 

A．M點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高

B．將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，電場力做正功                         

C．M、N兩點(diǎn)間的電勢差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢差

D．在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)         

 

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科目：高中物理 來源：2010年湖北省高二下學(xué)期期末考試物理試題 題型：計(jì)算題

（8分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖12所示，O為圓心，已知玻璃的折射率為。一束與MN平面成45°的平行光束從空氣射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出，求能從MN射出的光束的寬度為多少？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖12所示，MN為紙面內(nèi)豎直放置的擋板，P、D是紙面內(nèi)水平方向上的兩點(diǎn)，兩點(diǎn)距離PD為L，D點(diǎn)距擋板的距離DQ為.一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子在紙面內(nèi)從P點(diǎn)開始以v0的水平初速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后在MN左側(cè)空間加上垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場維持一段時(shí)間后撤除，隨后粒子第二次通過D點(diǎn)且速度方向豎直向下.已知擋板足夠長，MN左側(cè)空間磁場分布范圍足夠大.粒子的重力不計(jì).求：



圖12


    (1)粒子在加上磁場前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；


    (2)滿足題設(shè)條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值及B最小時(shí)磁場維持的時(shí)間t0的值.

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