题目内容
【题目】如图所示,电阻不计的“∠”形足够长且平行的导轨,间距L=1 m,导轨倾斜部分的倾角θ=53°,并与定值电阻R相连,整个空间存在着B=5 T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场.金属棒ab、cd的阻值Rab=Rcd=R,cd棒质量m=1 kg,ab棒光滑,cd与导轨间动摩擦因数μ=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)ab棒由静止释放,当滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动,求这一时刻ab棒中的电流;
(2)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,分析ab棒质量应满足的条件;
(3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数μ≠0.3,ab棒无论质量多大、从多高的位置释放,cd棒始终不动,求cd棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】试题分析:(1)棒刚要开始滑动时,其受力分析如图所示。
由平衡条件得:
又因为:
联立以上三式,得,
所以 :
(2)ab棒在足够长的轨道下滑时,最大安培力
cd棒所受最大安培力应为,要使棒不能滑动,需:
由以上两式联立解得:
(3)ab棒下滑时,cd棒始终静止,有:
解得:
当棒质量无限大,在无限长轨道上最终一定匀速运动,安培力趋于无穷大, 棒所受安培力亦趋于无穷大,有: 。
练习册系列答案
相关题目