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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
网友投稿  2023-04-19 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示，质量m1=0.1 kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2 kg，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=0.5 T。垂直于ab施加F=2 N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=0.1 J，求该过程ab位移x的大小。

◎ 答案

解：（1）ab对框架的压力F1=m1g ①
框架受水平面的支持力FN=m2g+F1 ②
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2=μFN ③
ab中的感应电动势E= Blv ④
MN中电流 ⑤
MN受到的安培力F安=IlB ⑥
框架开始运动时F安=F2 ⑦
由上述各式代人数据解得v=6 m/s ⑧
（2）闭合回路中产生的总热量  ⑨
由能量守恒定律，得  ⑩
代人数据解得x=1.1 m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【电磁感应现象中的切割类问题】  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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