题目内容
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)若B=1T,R=5Ω,求金属棒达到稳定时的速度大小
(3)在上问中,若R=20Ω,稳定速度保持不变,且金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6,c0s37°=0.8)
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(1)4m/s2
(2)4m/s
(3)B=2T ,磁场方向垂直导轨平面向上.
解析:
(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得 a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2.
(2)4m/s
(3)B=2T ,磁场方向垂直导轨平面向上.
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