题目内容
如图所示,质量
,电阻
,长度
的导体棒
横放在U型金属框架上。框架质量
,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数
,相距0.4m的
、
相互平行,电阻不计且足够长。电阻
的
垂直于
。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度
。垂直于
施加
的水平恒力,
从静止开始无摩擦地运动,始终与
、
保持良好接触。当
运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。
(1)求框架开始运动时
速度v的大小;
(2)从
开始运动到框架开始运动的过程中,
上产生的热量
,求该过程
位移x的大小。
【答案】
(1)6m/s (2)1.1m
【解析】(1)ab对框架的压力
………………………………①
框架受水平面的支持力
………………………………②
依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力
![]()
…………………………………………………③
ab中的感应电动势E=
……………………………………………④
MN中电流
…………………………………………⑤
MN受到的安培力
…………………………………………⑥
框架开始运动时
……………………………………………⑦
由上述各式代入数据解得v=6m/s ……………………………………⑧
(2) 闭合回路中产生的总热量:
……………………⑨
由能量守恒定律,得:
……………………………⑩
代入数据解得x=1.1m …………………………………………………⑾
练习册系列答案
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