题目内容
如下图所示，一个“U”形金属导轨PMNQ，其质量为M＝2 kg，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，另有一根质量为m＝0.6 kg的金属棒CD与MN边平行放置在导轨上，CD边左边靠着固定的卡口a、b，卡口能阻止CD棒向左运动。匀强磁场以图中虚线为界，左侧的磁场B1方向竖直向上(区域无限大)，右侧的磁场B2方向水平向左，磁感应强度的大小都是0.80 T，如图所示。导轨MN段长为0.50 m，电阻为0.40 Ω，金属棒CD的电阻是0.40 Ω，其余电阻不计，CD与导轨间的动摩擦因数为0.20。若在导轨上作用一个方向水平向左，大小为2.4 N的恒力，设导轨足够长，取g＝10 m/s2。
求：导轨运动过程中的最大加速度和最大速度。
0.6 m/s2 5 m/s
解析:
对导轨：E＝B1Lv
I＝
F安1＝B1IL＝
对CD∶F安2=B2IL=
所以，导轨所受的摩擦力为：f＝μ(mg＋F安2)＝μmg＋
导轨的加速度为：a＝
(1＋μ)
所以，当v＝0时，amax＝
＝0.6 m/s2
当a＝0时，vmax＝
＝5 m/s
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