题目内容
如图所示,M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨,导轨间距离是d=0.5m,导轨左端接有定值电阻R=2Ω,质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨,可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触,滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N,滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接,细线跨过光滑的定滑轮,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度是B=2T,将滑块由静止释放.设导轨足够长,磁场足够大,M未落地,且不计导轨和滑块的电阻.g=10m/s2,求:
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滑块能获得的最大动能
滑块的加速度为a=2m/s2时的速度
设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,电流在电阻R上所做的电功是w=0.8J,求此过程中滑块滑动的距离.
0.2J 0.8m/s2 1.4m
【解析】
试题分析:(1)滑块达到最大速度后做匀速直线运动,由平衡条件得:Mg=f+BId ①
达到最大速度
时滑块产生的电动势:E=
②
由闭合电路欧姆定律:I=E/R ③
由①②③解得:
(2分)
由动能表达式:
J (1分)
(2)由牛顿第二定律:Mg-f-BId=(M+m)a ④(3分)
I=E/R ⑤ E=
⑥
联立②③④解得:
(3分)
(3)设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,滑块滑动的距离为x,由功能关系:
解得:x=1.4m (3分)
考点:本题考查楞次定律、闭合电路欧姆定律、功能关系、动能。
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