Question

（18分）如圖所示，質(zhì)量，電阻，長度的導(dǎo)體棒橫放在U型金屬框架上�？蚣苜|(zhì)量，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)，相距0.4m的、相互平行，電阻不計且足夠長。電阻的垂直于。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度。垂直于施加的水平恒力，從靜止開始無摩擦地運動，始終與、保持良好接觸。當(dāng)運動到某處時，框架開始運動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s²。

（1）求框架開始運動時速度v的大�。�

（2）從開始運動到框架開始運動的過程中，上產(chǎn)生的熱量，求該過程位移x的大小。

 

Answer 1

（1）6m/s                                   

      (2) x=1.1m                                         

 

解析:（1）ab對框架的壓力

                          ①

框架受水平面的支持力

                                               ②

依題意，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則框架受到最大靜摩擦力

                                                ③

ab中的感應(yīng)電動勢

E=                                   ④

MN中電流

                                               ⑤

MN受到的安培力

                                     ⑥

框架開始運動時

                                            ⑦

由上述各式代入數(shù)據(jù)解得

6m/s                                      ⑧

     (2) 閉合回路中產(chǎn)生的總熱量

               

                                            ⑨

由能量守恒定律，得

                              ⑩

代入數(shù)據(jù)解得

x=1.1m                                         11