如圖所示,電阻不計的平行粗糙長金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上,兩相同的金屬棒a、b垂直于導(dǎo)軌放置,且與導(dǎo)軌良好接觸,勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點,使其向上運動.在a運動的整個過程中若b始終保持靜止,則它所受摩擦力可能( 。
分析:當a向上運動時,在閉合回路中產(chǎn)生順時針感應(yīng)電流,b導(dǎo)體棒受到向上的安培力,正確討論安培力與其重力沿導(dǎo)軌向下分力的大小,即可分析出摩擦力變化情況.
解答:解:A、B、D對a棒所受合力為:F合=F-f-mgsinθ-BIL=F-f-
B2L2v
R
=ma,故運動過程如下:
由于a棒加速→速度增大→合力減小,加速度減小至零后,速度恒定不變→安培力先增大后不變.
對于b棒,原來受到的靜摩擦力沿斜面向下,在a棒向上運動的過程中,兩棒所受的安培力大小相等,b棒所受的安培力方向沿斜面向上,先增大后不變,
開始階段:b棒的摩擦力沿斜面向上,由平衡條件有 F+f=mgsinθ,得f=mgsinθ-F,則F增大,f減;當f=0后,摩擦力反向,有F=f+mgsinθ,f=F-mgsinθ,F(xiàn)增大,f增大.故A正確,BD錯誤.
C、由上知:f=mgsinθ-F或f=F-mgsinθ.
對a,F(xiàn)≥mgsinθ+F+f,故F≠f.故C錯誤
故選A
點評:本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合,在分析b棒所受摩擦力時,由于所受摩擦力為靜摩擦力,因此要注意討論安培力的變化以及與重力向下分力的大小關(guān)系.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平放置.MO間接有阻值為R的電阻.導(dǎo)軌相距為d,有豎直向下的勻強磁場,磁感強度為B.質(zhì)量為m,長為L的導(dǎo)體棒CD的電阻為r,垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F向右拉動CD棒.CD棒受恒定的摩擦阻力f.已知F>f,L>d,求:
(1)CD棒運動的最大速度是多少?
(2)當CD棒達到最大速度后,電阻R消耗的電功率是多少?
(3)若在CD棒達到最大速度后的某一時刻撤去恒力F,當CD棒滑行S過程中流過電阻R的電量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi),MO間接有阻值為R=3Ω的電阻,導(dǎo)軌相距d=1m,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5T.質(zhì)量為m=0.1kg,電阻為r=1Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F=1N向右拉動CD,CD受摩擦阻力f恒為0.5N.求:(1)CD運動的最大速度;(2)當CD達到最大速度后,電阻R消耗的電功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?河南模擬)如圖所示,電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,寬度為l,下端與阻值為R的電阻相連.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,現(xiàn)使質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導(dǎo)軌向上運動,滑行到最遠位置a′b′后又下湍.已知導(dǎo)體棒運動過程中的最大加速度為2gsinθ,g為重力加速度,軌道足夠長,則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?湛江一模)如圖所示,電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平放置,MO間接有阻值為R的電阻,兩導(dǎo)軌相距為L,其間有豎直向下的勻強磁場.質(zhì)量為m、長度為L、電阻為R0的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.在CD的中點處用大小為F平行于MN向右的水平恒力啦CD從靜止開始運動s的位移,導(dǎo)體棒CD的速度恰好達到最大速度vm
(1)試判斷通過電阻R的電流方向;
(2)求磁場磁感應(yīng)強度B的大;
(3)求此過程中電阻R上所產(chǎn)生的熱量.

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