← 题库|2024 湖北卷 · 第1518导轨切割安培力
题目
两足够长平行金属直导轨 MN、PQ 的间距为 LL,固定在同一水平面内,直导轨在左端 M、P 点分别与两条竖直固定、半径为 LL14\frac{1}{4} 圆弧导轨相切。MPMP 连线与直导轨垂直,其左侧无磁场,右侧存在磁感应强度大小为 BB、方向竖直向下的匀强磁场。长为 LL、质量为 mm、电阻为 RR 的金属棒 ab 跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为 2m2m、电阻为 6R6R 的均匀金属丝制成半径为 LL 的圆环,水平放置在两直导轨上,圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变。将金属棒 ab 由静止释放,求:(1)ab 刚越过 MP 时产生的感应电动势大小;(2)金属环刚开始运动时的加速度大小;(3)为使 ab 在整个运动过程中不与金属环接触,金属环圆心初始位置到 MP 的最小距离。
双导轨金属棒与圆环示意图
解析(点击底部按钮逐步展开)
① 审题▶ 待展开
② 模型构建▶ 待展开
③ 公式列式▶ 待展开
④ 结论总结▶ 待展开