如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角θ=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲,电阻不计的轨道MONPRQ平行放置,ONRQ与水平面的倾角θ=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ONRQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg,R=1.0Ω,长度与导轨间距相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,大力随乙图规律变化的力F的作用,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求:
(1)ab棒的加速度大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热;
(4)求cd棒达到最大速度所需的时间。
   

◎ 答案

解:(1)对ab棒:f=μmg,v=at            
F-BIL-f=ma
F=m(μg+a)+
a==1m/s2
(2)当t=2s时,F=10N  由①
    
B==2T
(3)0-2s过程中,对a、b棒,由动能定理知:
x=at2=2m,v=at=2m/s 
W-μmgx-Q=mv2      
Q=18J
(4)当时间为t时,cd棒平衡,速度最大    
N′=BIL+mgcos53°    
f=μN′    
mgsin53°=f    
mgsin53°=    
解得:t=5s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角θ=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【牛顿运动定律的应用】,【动能定理】,【磁感应强度】,【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。

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