试题与答案

如图所示,MNP与RST是互相平行的倾斜导轨,导轨足够长,导轨间的距离l=0.2

题型:问答题

题目:

如图所示,MNP与RST是互相平行的倾斜导轨,导轨足够长,导轨间的距离l=0.2m,其中MN和BS与水平面的夹角为37°,ST和NP与水平面的夹角为53°,ST和NP间有磁感应强度B=1T的匀强磁场与NP和ST所在的平面垂直,导体棒ab和cd的电阻都是r=0.5Ω,导轨的电阻忽略不计,两棒与导轨间的动摩擦因素为μ=0.5,导体棒ab质量为m=0.1kg.现同时从导轨顶端释放导体棒ab和cd,经过一段时间ab和cd同时做速直线运动.(sin37°=0.6,sin53°=0.8,g=10m/s2

求:

(1)此时cd做匀速直线运动的速度;

(2)金属cd的质量.

答案:

(1)ab受力如图1所示,由于ab做匀速运动

所以f=mgsin37o

又f=μN                ②

N=mgcos37°+F        ③

由①②③得:F=0.4N

设cd速度为v

F=BIl               ④

E=2Ir                ⑤

E=Blv               ⑥

由④⑤⑥得:v=

2Fr
B2l2

代入数据得 v=10m/s

(2)cd质量为m1,cd受力如图2

由于cd做匀速运动

则m1gsin53°=F1+f1         ⑦

F1=μN1               ⑧

N1=m1gcos53°          ⑨

F1=F=0.4N             ⑩

由⑧⑨⑩得:m1=0.08kg

答:(1)此时cd做匀速直线运动的速度是10m/s;

(2)金属cd的质量是0.08kg.

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