题目内容
【题目】如图所示装置由水平轨道、倾角的倾角轨道连接而成,轨道所在空间存在磁感应强度大小为
、方向竖直向上的匀强磁场。质量
、长度
、电阻
的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力
拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
,
,取
。
(1)求棒ab与导轨间的动摩擦因数;
(2)求当棒ab刚要向上滑动时cd棒速度v的大小;
(3)若从cd棒刚开始运动到ab棒刚要上滑的过程中,cd棒在水平轨道上移动的距离,求此过程中ab棒上产生的热量Q。
【答案】(1)0.75;(2)6m/s;(3)0.235J
【解析】
当ab棒刚好不下滑,静摩擦力沿导轨向上达到最大,由平衡条件得:
则
设ab棒刚好要上滑时,cd棒产生的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有:
设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有
设ab棒所受安培力为,有
此时ab棒受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有
代入数据解得:
又
代入数据解得
由题意知,cd棒运动过程中电路中产生的总热量为2Q,由能量守恒有
解得
代入数据得:

【题目】为了探究“加速度与力、质量的关系”,现提供如图1所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是
A.将带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 |
B.将带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 |
C.将固定打点计时器的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 |
D.将固定打点计时器的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 |
(2)某学生在平衡摩擦力时,使得长木板倾角偏大.他所得到的a﹣F关系是图2中的哪根图线?(图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力).答:
(3)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,要用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为 .