题目内容
【题目】如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向垂直导轨平面向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向垂直导轨平面向下.当导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上,若两导体棒质量均为m、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的电热为Q,求:
(1)导体棒MN受到的最大摩擦力;
(2)导体棒EF上升的最大高度.
【答案】(1) (2)
【解析】
试题(1)根据右手定则EF向上切割磁感线产生电流方向为E到F,由左手定则知MN受安培力F沿导轨向下,当EF刚上滑时,MN受安培力最大,摩擦力也最大,受力分析如图所示,
对导体棒EF切割磁感线知:
E=BLv0①
由闭合电路欧姆定律知:
I=②
对导体棒MN,由平衡条件得:
mgsinθ+F=Ff③
由①②③得导体棒MN受最大摩擦力Ff=
(2)导体棒EF上升过程中,根据能量守恒定律知:
解得导体棒EF能上升的最大高度h=
练习册系列答案
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【题目】如图所示,斜面倾角为θ,斜面上AB段光滑,其它部分粗糙,且斜面足够长.一带有速度传感器的小物块(可视为质点),自A点由静止开始沿斜面下滑,速度传感器上显示的速度与运动时间的关系如下表所示:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | …. |
速度(m/s) | 0 | 6 | 12 | 17 | 21 | 25 | 29 | … |
取g=10m/s2,求:
(1)斜面的倾角θ多大?
(2)小物块与斜面的粗糙部分间的动摩擦因数μ为多少?
(3)AB间的距离xAB等于多少?