Question

如圖所示，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a₁b₁c₁和a₂b₂c₂分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)，在水平面a₁b₁b₂a₂區(qū)域內(nèi)和傾角=的斜面c₁b₁b₂c₂區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁=0.4T、方向豎直向上和B₂=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電阻R=0.3、質(zhì)量m₁=0.1kg、長(zhǎng)為 的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b₁、b₂點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m₂=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6 m/s²的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)。取g=10 m/s²，sin=0.6，cos=0.8。求

（1）小環(huán)所受摩擦力的大�。�

（2）Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率

Answer 1

解析：（1）設(shè)小環(huán)受到摩擦力大小為,則由牛頓第二定律得到

......................................①

代入數(shù)據(jù)得到.................................②

說(shuō)明：①式3分，②式1分

（2）設(shè)經(jīng)過(guò)K桿的電流為I₁，由K桿受力平衡得到

.........................................③

設(shè)回路總電流為I       ,總電阻為R_總，有

............................................④

...................................⑤

設(shè)Q桿下滑速度大小為，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，有

......................................⑥

....................................⑦

..................⑧

拉力的瞬時(shí)功率為.........⑨

聯(lián)立以上方程得到.......⑩

說(shuō)明：③⑧式各3分，④⑤⑥各1分，⑦⑨⑩式各2分