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牛顿运动定律的应用
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在如图所示的装置中，PQM和P'Q'M'是两根固定的平行、光滑金属轨道，其中PQ和P'Q'水平而QM和Q'M'竖直，它们之间的距离均为L。质量为m、电阻为R的光滑金属棒ab垂直于PQ
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
在如图所示的装置中，PQM和P'Q'M'是两根固定的平行、光滑金属轨道，其中PQ和P'Q'水平而QM和Q'M'竖直，它们之间的距离均为L。质量为m、电阻为R的光滑金属棒ab垂直于PQ放置在水平轨道上，在它的中点系着一根柔软轻绳，轻绳通过一个被固定的轻小的定滑轮在另一端系住一个质量为m的物块A，定滑轮跟水平轨道在同一个平面内，轻绳处于绷直状态。另一根质量为m、电阻为R的金属棒cd垂直于QM和Q'M'紧靠在竖直轨道上，它在运动过程中始终跟轨道接触良好。整个装置处在水平向右的、磁感应强度为B的匀强磁场中。已知重力加速度为g，轨道和轻绳足够长，不计其余各处摩擦和电阻。现同时由静止释放物块A和金属棒cd，当物块A的速度达到某个值时，cd棒恰好能做匀速运动。求：
（1）cd棒匀速运动的速度大小；
（2）运动过程中轻绳产生的张力的大小；
（3）若cd棒从静止释放到刚达到最大速度的过程中产生的焦耳热为W，求此过程中cd棒下落的距离。
◎ 答案
解：（1）
cd
棒匀速运动时，所受安培力跟重力相平衡，令此时回路中的电流为
I
，
cd
棒的速度为v，有
由以上两式可解得：
（2）令细绳产生的张力大小为
T
，物块的加速度大小为
a
，由牛顿第二定律：
对物块有
对
ab
棒有
由以上两式可解得：
（3）由能量的转化和守恒定律有：
可解得
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“在如图所示的装置中，PQM和P'Q'M'是两根固定的平行、光滑金属轨道，其中PQ和P'Q'水平而QM和Q'M'竖直，它们之间的距离均为L。质量为m、电阻为R的光滑金属棒ab垂直于PQ…”主要考查了你对 【牛顿运动定律的应用】，【能量转化与守恒定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 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/202210/348697.html
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