题目内容
【题目】如图所示,EGH与OPQ是足够长的平行导轨,导轨间的距离,EG、OP部分水平而粗糙,E、O端用导线与最大阻值为
的滑动变阻器连接,GH、PQ部分倾斜且光滑,倾角为
。GH、PQ导轨所在空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场
,EG、OP导轨所在处有竖直向上的匀强磁场
。ab、cd是完全相同的导体棒,长度等于导轨间的距离,质量
,电阻
。现将滑动变阻器有效电阻调为
,cd棒放在水平导轨上。ab棒从倾斜导轨上由静止释放,ab、cd与导轨接触良好,导轨和导线的电阻不计,取
。
(1)若ab棒在下滑的过程中cd棒保持静止不动,求ab棒下滑的最大速度;
(2)若cd棒与导轨间的动摩擦因数为(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力),为保证释放ab棒后cd棒一直不动,滑动变阻器的有效电阻
应满足的条件。
【答案】(1)6m/s;(2)R2≦4Ω
【解析】
(1)ab棒由静止释放后先加速下滑,加速度减小到0时开始匀速下滑并达到最大速度vm
mgsinθ=B1IL
B1Lvm=IR总
vm=6m/s
(2)要保证释放ab棒后cd棒一直不动,则cd棒受的安培力不得超过最大静摩擦力设通过cd的最大电流为
B2IcdL=μmg
ab棒达到匀速后,cd棒与滑动变阻器的电流之和不变,滑动变阻器的电阻R2越大,通过cd棒的电流越大,通过滑动变阻器的电流越小,所以滑动变阻器的电阻R2有最大值Rmax,滑动变阻器的电流有最小值Imin,
Icd+Imin = I
IcdR0 = IminRmax
解得:
Rmax=4Ω
所以
R2≦4Ω
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目