如圖所示，兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時，cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動。重力加速度為g。以下說法正確的是（     ）

A.ab桿所受拉力F的大小為

B. cd桿所受摩擦力為零

C.回路中的電流強(qiáng)度為BL(v1＋v2)/2R

D.μ與v1大小的關(guān)系為μ＝2Rmg/BLv1

 

【答案】

AD

【解析】

試題分析：當(dāng)導(dǎo)體棒ab勻速向右運(yùn)動時，切割磁感線在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，cd運(yùn)動時不切割磁感線，由右手定則知感應(yīng)電流方向從a到b，再由左手定則判斷出導(dǎo)體棒ab受到水平向左的安培力。導(dǎo)體棒cd受到水平向右的安培力，使導(dǎo)體棒和軌道之間產(chǎn)生彈力，從而使cd受到向上的摩擦力，把物體的受力分析清楚，然后根據(jù)物體的平衡即可求解。導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生沿abdc方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電動勢的大小為：，感應(yīng)電流為,故ab受到水平向左的安培力，由于導(dǎo)體棒ab勻速向右運(yùn)動，由平衡條件知，故，A選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯誤；導(dǎo)體棒cd運(yùn)動時，受到摩擦力和導(dǎo)體棒cd重力平衡，有：μBIL =mg ，解得：，故B選項(xiàng)錯誤D選項(xiàng)正確。本題涉及電磁感應(yīng)過程中的復(fù)雜受力分析，解決這類問題的關(guān)鍵是，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電流方向，然后根據(jù)安培定則或楞次定律判斷安培力方向，進(jìn)一步根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)列方程求解

考點(diǎn)：右手定則 左手定則 安培力的計算 物體的平衡條件 閉合電路歐姆定律 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?遼寧）如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計．MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R．整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）．現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v（如圖）做勻速運(yùn)動．令U表示MN兩端電壓的大小，則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌電阻不計，另兩根與光滑軌道接觸的金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd桿恰好平衡，且靜止不動，則ab桿應(yīng)做
向上的勻速直線
向上的勻速直線
運(yùn)動，ab桿運(yùn)動速度大小是
2mgR
B
2
 
L2
2mgR
B
2
 
L2
，需對ab桿所加外力的大小為
2mg
2mg
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根相距為L的豎直固定桿上各套有質(zhì)量為m的小球，小球可以在桿上無摩擦地自由滑動，兩球用長為2L的輕繩相連，今在輕繩中點(diǎn)施加一個豎直向上的拉力F，恰能使兩球沿豎直桿向上勻速運(yùn)動．則每個小球所受的拉力大小為（重力加速度為g）（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?海淀區(qū)一模）如圖所示，兩根相距為d足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面的xoy平面內(nèi)，一端接有阻值為R的電阻．在x＞0的一側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一電阻為r的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直放置并接觸良好，金屬桿可在導(dǎo)軌上滑動．開始時，金屬直桿位于x=0處，給金屬桿一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度．在運(yùn)動過程中有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用在金屬桿上，使金屬桿保持大小為a、方向沿x軸負(fù)方向的恒定加速度運(yùn)動．金屬軌道電阻忽略不計．
（1）該回路中存在感應(yīng)電流的時間多長？
（2）當(dāng)金屬桿的速度大小為v0/2時，回路中的電流有多大？
（3）若金屬桿質(zhì)量為m，試推導(dǎo)出外力F隨時間t變化的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根相距為L的豎直平行光滑金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌電阻不計，另外兩根與上述導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，ab、cd接入閉合電路的電阻均為R，若要cd靜止不動，可使ab豎直向
 
運(yùn)動，且速率為
 
．（ab、cd始終水平）

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