22.如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨位于水平距离为l=0.2米,

22.如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨位于水平距离为l=0.2米,在导轨的一端接有阻值为R=0.5欧的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=0.5特斯拉.一质量为m=0.1千克的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2米/秒的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀速直线运动,加速度大小为a=2米/秒2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好.求:

(1)电流为零时金属杆所处的位置;

(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;

(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0 取值的关系.

答案

22.(1)感应电动势ε=BlvI=ε/R ∴I=0时,v=0

∴  x=

/2a=1(米)                                          

(2)最大电流Im=Blv0/R

I′=Im/2=Blv0/2R

安培力f=IBl=B2l2v0/2R=0.02(牛)                                 

向右运动时F+f=ma

F=maf=0.18(牛) 方向与x轴相反          

向左运动时Ff=ma

F=ma+f=0.22(牛) 方向与x轴相反           

(3)开始时v=v0f=ImBl=B2l2v0/R

F+f=maF=maf=maB2l2v0/R                      

∴当v0<maR/B2l2=10米/秒时,F>0 方向与x轴相反             

v0maR/B2l2=10米/秒时,F>0 方向与x轴相同    


相关题目

在特定的历史阶段,脍炙人口的口号、标语往往有着巨大的
在特定的历史阶段,脍炙人口的口号、标语往往有着巨大的政治感染力,具有明显的时代气息。下列口号、标语按其出现的先后顺序排列正确的是   ①
下列有关近视眼的说法中,不正确的是              
下列有关近视眼的说法中,不正确的是                                    A.眼球的前后径过长                        
 下图是1992年和2003年格陵兰冰原面积对比图。读图完成1、2
 下图是1992年和2003年格陵兰冰原面积对比图。读图完成1、2题。1.1992年至2003年格陵兰冰原面积不断缩小,反映了A.地壳活动加剧B.日地距离缩短C.
下列各句中,加点的成语使用恰当的一项是( ) A.尽管“图
下列各句中,加点的成语使用恰当的一项是( ) A.尽管“图书公平交易规则”号称维护读者利益,但这个“维护读者利益”的规则竟然遭到了读者口口
下列各项表示方法中,不能表示乙酸的分子结构的是( ) A
下列各项表示方法中,不能表示乙酸的分子结构的是( ) A.CH3COOH  B. C.C2H4O2 D.
能用H++OH-=H2O来表示的化学反应是             A.
能用H++OH-=H2O来表示的化学反应是             A.氢氧化镁和稀盐酸反应                        B.Ba(OH)2溶液滴入稀硫酸中C.
“让我们荡起双浆,小船儿推开波浪,海面倒映着美丽的白
“让我们荡起双浆,小船儿推开波浪,海面倒映着美丽的白塔,四周环绕着绿树红墙,小船轻轻飘荡在水中,迎面吹来了凉爽的风……”如图7所示。很
下列句子中,有语病的一句是 A.高等教育事业发展的速度和
下列句子中,有语病的一句是 A.高等教育事业发展的速度和规模将控制在科学合理的范围内,因此,近年来愈演愈烈的高校扩招势头将从今年起逐步减

最新题目