Question

【题目】如图所示，质量M=1kg的绝缘板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数。金属框ABCD放在绝缘板上，质量m=2kg，长m，宽m，总电阻为0. 1，与绝缘板的动摩擦因数。S1、S2是边长为L=0. 5m的正方形区域，S1中存在竖直向下、均匀增加的磁场B1，其变化率T/s；S2中存在竖直向上的匀强磁场，大小为T。将金属框ABCD及绝缘板均由静止释放，重力加速度g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求释放时：

(1)金属框ABCD所受安培力的大小与方向；

(2)金属框ABCD的加速度大小。

Answer 1

【答案】(1)5 N，方向水平向右；(2) m/s2

【解析】

(1)释放时，由法拉第电磁感应定律得

解得

F=5 N

方向水平向右。

(2)假设金属框与绝缘板能相对静止，一起匀加速，则对整体而言

解得

m/s2

设此时金属框与绝缘板间的摩擦力大小为f，由牛顿第二定律

解得

N

而金属框与绝缘板之间的最大静摩擦力为

N

由于

假设成立，金属框与绝缘板能相对静止一起加速，金属框此时的加速度大小为

m/s2