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(2011年福州质检)如图9-3-15所示,两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,且都是足够长.两金属杆ab、cd与导轨垂直接

网友投稿  2023-04-12 00:00:00  零零社区

◎ 题目

(2011年福州质检)如图9-3-15所示,两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,且都是足够长.两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.回路总电阻为R,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.现使杆ab受到F=5.5+1.25t(N)的水平外力作用,从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动,杆cd也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动.已知:l=2 m,mab=1 kg,mcd=0.1 kg,R=0.4 Ω,μ=0.5,g取10 m/s2.求:

图9-3-15
(1)磁感应强度B的大小;
(2)cd杆下落过程达最大速度时,ab杆的速度大小.

◎ 答案

(1)B=0.5 T(2)0.8 m/s

◎ 解析

(1)对ab杆: f1=μmabg=5 N
当t=0时,a=
解得a=0.5 m/s2
所以杆由静止开始以a=0.5 m/s2的加速度沿导轨匀加速运动

F=BIl
E=Blv
I=
F
根据牛顿第二定律F-F-f1=maba
联立以上各式,解得=1.25t
代入数据,解得 B=0.5 T
(2)当cd杆达到最大速度时,cd杆受力平衡
即mcdg=f2=μF′
F′=BI′L=
联立以上两式并代入数据,解得v′=0.8 m/s.
答案:见解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“(2011年福州质检)如图9-3-15所示,两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,且都是足够长.两金属杆ab、cd与导轨垂直接…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。



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