题目内容
如图所示,在无限的光滑导轨上有一辆载有磁铁的小车,小车质量为m,重力加速度为g,磁铁N极在下面,S极在上面.磁铁的端面是边长为a的正方形(设磁场全部集中在端面,且垂直斜面向下,磁感强度为B),两条导轨之间焊有一系列短金属条,相邻两金属条之间的距离等于金属条的长度,且都等于a.每条金属条的电阻和每小段导轨的电阻均为r.今要使磁铁沿导轨向下以速率为v做匀速直线运动,求导轨的倾角θ应为多大?
答案:
解析:
提示:
解析:
θ=arcsin |
提示:
提示:由于磁铁的端面是边长为a的正方形,而轨道格子也是边长为a的正方形,小车运动时总是只有一根金属条在切割磁感线,相当于电源,这时整个轨道组成的电路如图(1)所示,由于左右两边的“格子”均是无穷多,因此可认为,电路进一步简化成如图(2)所示.
从MN向左看,设=rx,由无穷网络特点知,从图(3)所示的PQ向左看,电阻也应为rx,于是有: rx=2r+即rx=(1+)r. 整个外电路的总电阻R=rx,进一步运用欧姆定律求出电流,进而求出安培力,运用力平衡知识可求出答案. |
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