(10分)如圖所示,豎直平面內(nèi)有足夠長的金屬導(dǎo)軌,軌距0.2m,金屬導(dǎo)體ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下滑動,ab的電阻為0.4Ω,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌ab的質(zhì)量為0.2g,垂直紙面向里的勻強磁場的磁應(yīng)強度為0.2T,且磁場區(qū)域足夠大,當(dāng)ab導(dǎo)體自由下落0.4s時,突然接通電鍵K,則:
(1)試說出K接通后,ab導(dǎo)體的運動情況。
(2)ab導(dǎo)體勻速下落的速度是多少?(g取10m/s2)
解析:
(1)閉合K之前導(dǎo)體自由下落的末速度為v0=gt=4(m/s)
K閉合瞬間,導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。ab立即受到一個豎直向上的安培力。
>mg=0.002(N)
此刻導(dǎo)體棒所受到合力的方向豎直向上,與初速度方向相反,加速度的表達式為
所以,ab做豎直向下的加速度逐漸減小的變減速運動。當(dāng)速度減小至F安=mg時,ab做豎直向下的勻速運動。
(2)設(shè)勻速豎直向下的速度為v,此時
錯解:
(1)K閉合后,ab受到豎直向下的重力和豎直向上的安培力作用。合力豎直向下,ab仍處于豎直向下的加速運動狀態(tài)。隨著向下速度的增大,安培力增大,ab受豎直向下的合力減小,直至減為0時,ab處于勻速豎直下落狀態(tài)。
(2)略。
錯解原因:
上述對(l)的解法是受平常做題時總有安培力小于重力的影響,沒有對初速度和加速度之間的關(guān)系做認真的分析。不善于采用定量計算的方法分析問題。
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A、小環(huán)從A點運動到B點的過程中,彈簧的彈性勢能先減小后增大 | ||
B、小環(huán)從A點運動到B點的過程中,小環(huán)的電勢能一直增大 | ||
C、電場強度的大小E=
| ||
D、小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小F=mg+
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mg | q |
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