(2001•上海)如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道上,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨

(2001•上海)如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道上,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度Vmax,则(  )
A.如果B增大,Vmax将变大
B.如果α变小,Vmax变大
C.如果R变大,Vmax将变大
D.如果m变小,Vmax将变大
蚊子飞飞 1年前 已收到1个回答 举报

snksf 幼苗

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解题思路:先分析金属杆杆的运动情况:金属杆从轨道上由静止滑下的过程中,切割磁感线产生感应电流,金属棒将受到安培力作用,安培力先小于重力沿斜面向下的分力,后等于重力的分力,金属棒先做变加速运动,后做匀速运动,速度达到最大,由平衡条件和安培力公式F=B2L2vR得到最大速度的表达式,再进行分析.

金属杆受重力、支持力、安培力,开始时重力沿斜面的分力大于安培力,所以金属杆做加速运动.
随着速度的增加,安培力在增大,所以金属杆加速度逐渐减小,当加速度减小到零,速度最大.
当加速度为零时,金属杆做匀速运动,速度最大,则有
mgsinα=BIL,I=
BLvmax
R
联立得:vmax=
mgRsinα
B2L2.
由上式分析得知:
A、如果B增大,vmax将变小,故A错误.
B、如果α变小,vmax将变小,故B错误.
C、如果R变大,vmax将变大,故C正确.
D、如果m变小,vmax将变小,故D错误.
故选C.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用.

考点点评: 本题第一方面要正确分析金属棒的运动情况,第二方面要熟记安培力的经验公式F安=B2L2vR,就能正确求解.

1年前

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