如图,两根足够长的平行金属导轨由倾斜和水平两部分平滑(图中未画出)连接组成,导轨间距L=1m,倾角θ=450,水平部分处于磁感强度B=1T的匀强磁场中磁场方向竖直向上,磁场左边界MN与

◎ 题目

如图,两根足够长的平行金属导轨由倾斜和水平两部分平滑(图中未画出)连接组成,导轨间距L=1m,倾角θ=450,水平部分处于磁感强度B=1T的匀强磁场中磁场方向竖直向上,磁场左边界MN与导轨垂直。金属棒ab质量m1=0.2kg,电阻R1=1Ω,金属棒cd质量m2=0.2kg,电阻R2=3Ω,导轨电阻不计,两棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2。开始时,棒ab放在斜导轨上,与水平导轨高度差h=1m,棒cd放在水平导轨上,距MN距离为S0。两棒均与导轨垂直,现将ab棒由静止释放,取g=10m/s2,求:⑴棒ab运动到MN处的速度大小;⑵棒cd运动的最大加速度;⑶若导轨水平部分光滑,要使两棒不相碰,棒cd距离MN的最小距离S0

◎ 答案

⑴4m/s  ⑵3m/s2      ⑶1.6m

◎ 解析

⑴对ab:由动能定理有:m1gh—μm1gcos450·= 得v0=4m/s
⑵ab运动到MN处,cd加速度最大  Em=BLv0    Im=
安培力  Fm=BImL=="1N    " Fm—μm2g=m2a  得a=3m/s2
⑶在不相碰的情况下,两棒最终有共同速度v,由动量守恒有:m1v0=(m1+m2)v 得 v=v0=2m/s
设某时刻ab 速度为v1, cd速度为v2,在极小的△t内,ab 速度变化为△v。
E==BL(v1—v2)   I=
由牛顿第二定律有:F1=BIL=
得:v1—v2=
两棒在水平导轨上运动的相对位移,即为两棒不相碰的最小距离。
S0=∑(v1—v2)△t=

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,两根足够长的平行金属导轨由倾斜和水平两部分平滑(图中未画出)连接组成,导轨间距L=1m,倾角θ=450,水平部分处于磁感强度B=1T的匀强磁场中磁场方向竖直向上,磁场左边界MN与…”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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