如甲图所示，倾斜金属导轨与水平面夹角为θ，宽度为L，垂直导轨放置两根完全相同的导体棒a、b。给边界MN以下区域施加垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的图像如乙图所示（甲图中所画磁场的方向为t=0时磁场的方向）。t=0时，导体棒a以某初速度沿导轨平面向下运动，距离MN为L的导体棒b恰能不向下滑动，当磁感应强度变为B0时导体棒b恰好不受摩擦力，磁感应强度变为3B0时导体棒a恰好达到边界MN，且导体棒a刚进入磁场时回路电流大小不变。已知重力加速度为g,导体棒的电阻均为R，与导轨接触良好，与导轨之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨电阻不计，乙图中数据均为已知。求：
（1）导体棒a进入磁场之前回路的电流大小和方向；
（2）导体棒a进入磁场之前下滑的位移；
（3）导体棒a在磁场中运动的时间。
【答案】（1）导体棒a进入磁场之前回路的电流大小为，从上往下看电流的方向为顺时针方向；
（2）导体棒a进入磁场之前下滑的位移为；
（3）导体棒a在磁场中运动的时间为。
L
2
B
0
2
R
t
0
（2）导体棒a进入磁场之前下滑的位移为
4
3
L
+
8
g
t
2
0
sinθ
（3）导体棒a在磁场中运动的时间为
L
6
g
t
0
sinθ
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/4/26 11:36:51组卷：120引用：3难度：0.6
相似题
-
1．如图所示，水平放置的平行光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向左运动，则PQ所做的运动可能是（ ）发布：2024/12/29 14:0:1组卷：237引用：14难度：0.5 -
2．电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其简化原理示意图如图丙所示。假设图中直流电源电动势为E=45V（内阻不计），电容器的电容为C=22F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m,电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg,电阻为R=5Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场。接通电路后MN开始向右加速运动，经过一段时间后回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：
（1）直流电源的a端是正极还是负极？
（2）若用导线将1、2连接让直流电源供电，MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）若开关先接1，使电容器完全充电；然后将开关接至2，MN离开导轨时的最大速度的大小。
发布：2024/12/29 15:0:2组卷：141引用：3难度：0.4 -
3．如图甲所示，轻质绝缘细线吊着一质量为m=0.8kg、边长为L=1m、匝数n=20、总电阻R=1Ω的正方形线圈．在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向外的磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示（g=10m/s2）．则下列判断正确的是（ ）
发布：2024/12/17 3:30:1组卷：240引用：4难度：0.7
