如图所示,水平U形导轨
,导轨宽度为
和P之间接入电动势为
的直流电源,导轨电阻忽略不计,现垂直于导轨放置一根质量为
,电阻
的金属棒
,金属棒与导轨的动摩擦因数
,设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小
,方向始终垂直于
。
(1)如果磁场方向与水平面夹角为
且斜向右上方,求
棒受到的安培力和摩擦力的大小;
(2)调节磁场方向和大小,使
棒恰能开始导轨向右滑动,求磁场的磁感应强度的最小值。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49d2dd22150422c8ff9c0db20f2b497f.png)
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(1)如果磁场方向与水平面夹角为
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(2)调节磁场方向和大小,使
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/3/2669891975118848/2670486197051392/STEM/e6462628-6300-4079-9bb4-40075da29bc3.png?resizew=171)
更新时间:2021-03-04 09:40:59
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【知识点】 斜轨道上的导体棒受力分析
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,倾斜的平行光滑导轨间的间距为
,导轨与水平面的倾角为
,在导轨间加有垂直导轨平面的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度为
。在导轨顶端接有电动势为
,内阻为
的电源。质量
、电阻为
的金属杆
静止在导轨上,金属杆
与导轨垂直,(重力加速度
取
,
)求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)电源的电动势
。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fda5655ef480683a2d3b74f0b523439.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54e69cf4099e79e9b3057cd5d3fdb13d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a30f3a8b673cc28bd90c50cf1a35281.png)
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(1)匀强磁场的方向;
(2)电源的电动势
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的斜面上,两导轨垂直于斜面与水平面的交线ef,间距L=0.6m,导轨电阻不计。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为虚线MN。虚线MN与两导轨垂直,区域Ⅰ中的匀强磁场方向竖直向下,区域Ⅱ中的匀强磁场方向竖直向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=1T。在区域Ⅰ中,将质量m1=0.21kg、电阻R1=0.1Ω的金属棒ab放在导轨上,金属棒ab刚好不下滑。然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg、电阻R2=0.1Ω的光滑金属棒cd置于导轨上使其由静止开始下滑。金属棒cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,两金属棒长度均为L且始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取
,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求金属棒ab刚要向上滑动时,金属棒cd的速度大小v;
(2)从金属棒cd开始下滑到金属棒ab刚要向上滑动的过程中,金属棒cd滑动的距离x=3.5m,求此过程中金属棒ab上产生的热量Q;
(3)求金属棒cd滑动距离3.5m的过程中流过金属棒ab某一横截面的电荷量q。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
(1)求金属棒ab刚要向上滑动时,金属棒cd的速度大小v;
(2)从金属棒cd开始下滑到金属棒ab刚要向上滑动的过程中,金属棒cd滑动的距离x=3.5m,求此过程中金属棒ab上产生的热量Q;
(3)求金属棒cd滑动距离3.5m的过程中流过金属棒ab某一横截面的电荷量q。
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