如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为...
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问题详情:
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界处静止释放。导体棒进入磁场后,通过电流表的电流逐渐减小,最终稳定为。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小;
(3)通过电流表电流的最大值。
【回答】
(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,安培力与重力平衡,则有①
解得②。
(2)感应电动势③,感应电流④,由②③④式解得。
(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,产生的感应电流最大,设最大速度为.
对于自由下落的过程,根据机械能守恒得:
感应电流的最大值
代入解得,。
知识点:简谐运动
题型:计算题
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