如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上,框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,框架的宽度l=0.4m、质量m1=0.2kg.质量m2=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒a
◎ 题目
如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上,框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,框架的宽度l=0.4m、质量m1=0.2kg.质量m2=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小B=0.5T.对棒施加图示的水平恒力F,棒从静止开始无摩擦地运动,当棒的运动速度达到某值时,框架开始运动.棒与框架接触良好,设框架与水平面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10m/s2.求: (1)框架刚开始运动时棒的速度v; (2)欲使框架运动,所施加水平恒力F的最小值; (3)若施加于棒的水平恒力F为3N,棒从静止开始运动0.7m时框架开始运动,求此过程中回路中产生的热量Q. |
◎ 答案
(1)框架开始运动时,MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力,故有 F安=μ(m1+m2)g 安培力:F安=BIL 感应电动势:E=Blv 闭合电路欧姆定律:I=
解得:v=6m/s (2)框架开始运动时,MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力, 设此时加在ab上的恒力为F,应有F≥F安,当F=F安时,F最小,设为Fmin 故有Fmin=μ(m1+m2)g=0.6N (3)根据能量转化和守恒定律,F做功消耗外界能量,转化为导体棒ab的动能和回路中产生的热量,有Fx=
框架开始运动时,ab的速度v=6m/s, 解得Q=0.3J 答:(1)框架刚开始运动时棒的速度6m/s; (2)欲使框架运动,所施加水平恒力F的最小值0.6N; (3)若施加于棒的水平恒力F为3N,棒从静止开始运动0.7m时框架开始运动,此过程中回路中产生的热量Q为0.3J. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上,框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,框架的宽度l=0.4m、质量m1=0.2kg.质量m2=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒a…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【能量守恒定律、第一类永动机】 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。- 最新内容
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