摘要: 如图3-6所示.倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1 kg的导 轨abcd.ab∥cd.另有一质量m=1 kg的金属棒EF平行bc放在导 轨上.EF下侧有绝缘的垂直于斜面的立柱P.S.Q挡住EF使之 不下滑.以OO′为界.斜面左边有一垂直于斜面向下的匀强磁 场.右边有平行于斜面向下的匀强磁场.两磁场的磁感应强度均为 B=1 T.导轨bc段长L=1 m.金属棒EF的电阻R=1.2 Ω.其余 电阻不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.4.开始时导轨的bc边用细线系在立柱S 上.导轨和斜面足够长.当剪断细线后.试求: (1)导轨abcd运动的最大加速度. (2)导轨abcd运动的最大速度. (3)若导轨从开始运动到最大速度的过程中.流过金属棒EF的电量q=5 C.则在此过程中.系统损失的机械能是多少? 解析:(1)对导轨进行受力分析有:Mgsin 37°-Ff-F安=Ma.其中F安=BIL=.对金属棒受力分析得:Ff=μN=μ.则导轨的加速度: a= =gsin 37°-μgcos 37°-(1-μ) 可见当v=0时.a最大, am=gsin 37°-μgcos 37°=2.8 m/s2. (2)当导轨达到最大速度时受力平衡即a=0.此时: vm==5.6 m/s. (3)设导轨下滑距离为d时达到最大速度:q=IΔt==.d=6 m 对导轨由动能定理得:Mgdsin 37°-W损=Mv 损失的机械能W损=Mgdsin 37°-Mv=20.32 J. 答案:(1)2.8 m/s2 20.32 J

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