作业帮一道经典的高中物理电磁学的题目.望讲解详细.如图,在相距L=0.5m的两条水平放置无限长的金属导轨上,放置两根金属棒ab和cd,两棒的质量均为m=0.1kg,电阻均为R=3欧,整个装置处于无限大且竖直向
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 13:59:22
一道经典的高中物理电磁学的题目.望讲解详细.如图,在相距L=0.5m的两条水平放置无限长的金属导轨上,放置两根金属棒ab和cd,两棒的质量均为m=0.1kg,电阻均为R=3欧,整个装置处于无限大且竖直向
一道经典的高中物理电磁学的题目.望讲解详细.
如图,在相距L=0.5m的两条水平放置无限长的金属导轨上,放置两根金属棒ab和cd,两棒的质量均为m=0.1kg,电阻均为R=3欧,整个装置处于无限大且竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨电阻及摩擦力均不计,从t=0时刻开始,用一水平向右的恒力F作用于ab上,使ab棒从静止开始运动,经过t=4s,回路达到了稳定状态,此后回路中电流保持0.6A不变,求第4s时,
(1)cd棒的加速度大小
(2)ab棒与cd棒的速度之差
(3)ab棒的速度大小
俯视图(有向下插入的磁场):
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答案和解析:
(1)Fcd=BIL=1*0.5*0.6=0.3N
cd棒加速度a=Fcd/m=3m/s2
(2)IR总=BLvab-BLvcd=BL△v,代入数值得 △v=7.2m/s
回路达到稳定状态,两棒具有共同的加速度
(3)对于ab棒:F-Fcd=ma,解得F=0.6N
根据动量定理,对于ab棒:(F-BLI)t=mvab
对于cd棒:BLIt=mvcd.其中I为平均电流
由以上两式得Ft=mvab+mvcd
代入数值,得vab=15.6m/s
我看不懂.
主要是题目的思路过程
请对ab和cd单独具体分析一下
为什么要到有共同加速度时达到稳定状态?(此时电势差和电流和速度差一样)
而不是到速度相等时,回路中无电流时达到稳定状态呢?
如果是这样呢 cd静止ab有初速度v 又会怎样?
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?｜?｜----→v
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一道经典的高中物理电磁学的题目.望讲解详细.如图,在相距L=0.5m的两条水平放置无限长的金属导轨上,放置两根金属棒ab和cd,两棒的质量均为m=0.1kg,电阻均为R=3欧,整个装置处于无限大且竖直向
1.当力作用在AB棒上时 AB棒向右运动 由于电磁感应 回路中产生电流 此时CD棒因有电流通过 而用处于磁场中会受到安培力作用 且安培力向右 CD棒也会向右运动 第4秒时电流为0.6A 则可求力和加速度
2.当电路稳定时 说明感应电动势E=IR总为恒定 因为AB与CD产生的电动势抵消一部分 所以E=IR总=BLVab-BLVcd
=BL△v 得△v=7.2m/s 若向△v 为定值 则AB与CD的加速度必须相同
3.AB与CD所受安培力大小相同 方向相反 且二者加速度相同 所以对于ab棒:F-Fcd=ma,解得F=0.6N 又根据动量定理,对于ab棒:(F-BLI)t=mVab 对于cd棒:BLIt=mVcd.其中I=0.6A 联立 得Vab=15.6m/s