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如图所示,固定的直角金属轨道足够长,左侧倾角θ1=37°,右侧倾角θ2=53°,...

如图所示,固定的直角金属轨道足够长,左侧倾角θ1=37°,右侧倾角θ2=53°,轨道宽均为L=1.0m,整个装置处于B=1.0T匀强磁场中,磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。质量分别为m1=1.0kgm2=0.4kg的导体棒abcd,水平放在左、右两侧轨道上并与轨道垂直。已知abcd棒的电阻均为R=1.0Ω,其余电阻不计,两棒与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g10m/s2sin37°=0.6sin53°0.8。由静止同时释放两棒,在棒下滑过程中

1)判断cd棒中感应电流的方向;

2)通过分析说明cd棒下滑过程中的运动情况,并计算ab棒中电功率的最大值;

3)通过分析、推理和计算,说明ab棒在下滑过程中的运动情况。

 

(1)沿cd方向(2)做加速度逐渐减小的加速运动,4.0W(3)见解析 【解析】 (1)cd棒下滑切割磁感线,ab棒下滑不切割磁感线,根据右手定则,在cd棒中I沿cd方向。 (2)cd棒在右侧轨道上受力情况如图所示 f2=μN2=μm2gcos53°=0.5×0.4×10×0.6N=1.2N 由牛顿第二定律得 m2gsin53°-f2-FA2=m2a2 FA2=BIL= v增大,a2减小,cd棒做加速度逐渐减小的加速运动 当FA2==m2gsin53°-f2=(0.4×10×0.8-1.2)N=2.0N时速度最大 此后cd棒以最大速度匀速运动,最大电流 Im==2.0A ab棒最大电功率 Pm=Im2R=4.0W (3)ab棒在左侧轨道上受力情况如图 ab棒刚释放时 m1gsin37°=6N 最大静摩擦力 fmax=μN1=μm1gcos37°=0.5×1×10×0.8N=4N 因为fmax
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考点分析:
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一个质量m=0.1kg的小物块由静止开始沿倾角α的斜面匀加速滑下,然后在粗糙水平面上做匀减速直线运动,直到停止。小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ,下表给出了不同时刻小物块的速率。g10m/s2,求小物块

时刻t (s)

0

……

0.3

0.4

0.5

……

1.4

1.5

1.6

……

速率v (m/s)

0

……

1.5

2.0

2.5

……

3.0

2.5

2.0

……

 

 

1)在斜面上的加速度大小a1和水平面上的加速度大小a2

2)与水平面间的动摩擦因数μ和斜面的倾角α

3)滑到斜面底端时的速率v1

4)损失的机械能。

 

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:困难

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