◎ 题目

如图所示，间距l＝0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4T、方向竖直向上和B2＝1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R＝0.3Ω、质量m1＝0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05kg的小环。已知小环以a＝6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求： (1)小环所受摩擦力的大小； (2)Q杆所受拉力的瞬时功率。

◎ 答案

解：(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有 m2g－Ff＝m2a  ① 代入数据，得 Ff＝0.2N  ② (2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有 Ff＝B1I1l  ③ 设回路总电流为I，总电阻为R总，有 I＝2I1  ④ R总＝R  ⑤ 设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有 I＝  ⑥ E＝B2lv  ⑦ F＋m1gsinθ＝B2Il  ⑧ 拉力的瞬时功率为 P＝Fv  ⑨ 联立以上方程，代入数据得 P＝2W  ⑩

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，间距l＝0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4T、方向竖直向…”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。