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如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab...

如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距0.4m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM'.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab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ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,求该过程ab位移x的大小.

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ab向右做切割磁感线运动,产生感应电流,电流流过MN,MN受到向右的安培力,当安培力等于最大静摩擦力时,框架开始运动.根据安培力、欧姆定律和平衡条件等知识,求出速度.依据能量守恒求解位移. 【解析】 (1)由题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力F=μFN=μ(m1+m2)g     ab中的感应电动势E=Blv     MN中电流      MN受到的安培力 F安=IlB    框架开始运动时F安=F    由上述各式代入数据,解得v=6m/s    (2)导体棒ab与MN中感应电流时刻相等,由焦耳定律Q=I2Rt得知,Q∝R       则闭合回路中产生的总热量:        由能量守恒定律,得:Fx=     代入数据解得x=1.1m  答:(1)求框架开始运动时ab速度v的大小为6m/s;     (2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中ab位移x的大小为1.1m.
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考点分析:
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如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的斜面上,有质量为m1=2kg的长木板.开始时,长木板上有一质量为m2=1kg的小铁块(视为质点)以相对地面的初速度v=2m/s 从长木板的中点沿长木板向下滑动,同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终做速度为v=1m/s的匀速运动,小铁块最终与长木板一起沿斜面向上做匀速运动.已知小铁块与长木板、长木板与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.9,重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
试求:
(1)小铁块在长木板上滑动时的加速度;
(2)长木板至少多长?
(3)在小铁块从木板中点运动到与木板速度相同的过程中拉力做了多少功?

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(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有______.(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l     B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是______
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=______ (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数______ (填“偏大”或“偏小”).
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(1)如果是用×10Ω档测量电阻,则读数为______Ω.
(2)如果是用直流10mA档测量电流,则读数为______ mA.
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A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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