Question

如圖所示，M1N1、M2N2是兩根處于同一水平面內(nèi)的平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離是d=0.5m，導(dǎo)軌左端接有定值電阻R=2Ω，質(zhì)量為m=0.1kg的滑塊垂直于導(dǎo)軌，可在導(dǎo)軌上左右滑動并與導(dǎo)軌有良好的接觸，滑動過程中滑塊與導(dǎo)軌間的摩擦力恒為f=1N，滑塊用絕緣細線與質(zhì)量為M=0.2kg的重物連接，細線跨過光滑的定滑輪，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度是B=2T，將滑塊由靜止釋放．設(shè)導(dǎo)軌足夠長，磁場足夠大，M未落地，且不計導(dǎo)軌和滑塊的電阻．g=10m/s2，求：

滑塊能獲得的最大動能

滑塊的加速度為a=2m/s2時的速度

設(shè)滑塊從開始運動到獲得最大速度的過程中，電流在電阻R上所做的電功是w=0.8J，求此過程中滑塊滑動的距離．

 

Answer 1

0.2J 0.8m/s2 1.4m

【解析】

試題分析：（1）滑塊達到最大速度后做勻速直線運動，由平衡條件得：Mg=f+BId ①

達到最大速度時滑塊產(chǎn)生的電動勢：E= ②

由閉合電路歐姆定律：I=E/R ③

由①②③解得： （2分）

由動能表達式：J （1分）

（2）由牛頓第二定律：Mg-f-BId=（M+m）a ④（3分）

I=E/R ⑤ E= ⑥

聯(lián)立②③④解得： （3分）

（3）設(shè)滑塊從開始運動到獲得最大速度的過程中，滑塊滑動的距離為x，由功能關(guān)系：

解得：x=1.4m （3分）

考點：本題考查楞次定律、閉合電路歐姆定律、功能關(guān)系、動能。