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共点力的平衡
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如图所示，M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨，导轨间距离是d=0.5m，导轨左端接有定值电阻R=2Ω，质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨，可在导轨上左右滑动并与导轨有
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，M
1
N
1
、M
2
N
2
是两根处于同一水平面内的平行导轨，导轨间距离是d=0.5m，导轨左端接有定值电阻R=2Ω，质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨，可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触，滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N，滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接，细线跨过光滑的定滑轮，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度是B=2T，将滑块由静止释放．设导轨足够长，磁场足够大，M未落地，且不计导轨和滑块的电阻．g=10m/s
2
，求：
（1）滑块能获得的最大动能
（2）滑块的加速度为a=2m/s
2
时的速度
（3）设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中，电流在电阻R上所做的电功是w=0.8J，求此过程中滑块滑动的距离．
◎ 答案
（1）滑块匀速运动时，受力平衡，有
Mg=f+BId ①
根据欧姆定律，有
I=
E
R
②
动生电动势为：
E=BdV
m
③
联立①②③解之并代入动能表达式：E
K
=
m
V
m
2
2
=0.2J
即滑块能获得的最大动能为0.2J．
（2）对两物体整体受力分析后，运用牛顿第二定律，有
Mg-f-BId=（M+m）a ④
其中
I=
E
R
⑤
E=BdV ⑥
联立④⑤⑥解之：V=
R[(M+m)a]
B
2
d
2
=0.8m/s
即滑块的加速度为a=2m/s
2
时的速度为0.8m/s．
（3）对两物体整体运用动能定理，有
Mgx-fx-w=
(m+M)
V
m
2
2
解得
x=
(m+M)
[(Mg-f)R]
2
2
B
4
d
4
+w
Mg-f
=1.4m
即滑块从开始运动到获得最大速度的过程中，滑块滑动的距离为1.4m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨，导轨间距离是d=0.5m，导轨左端接有定值电阻R=2Ω，质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨，可在导轨上左右滑动并与导轨有…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【牛顿第二定律】，【动能定理】，【导体切割磁感线时的感应电动势】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/323290.html
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