题目

相距为L=0.20m的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m=0.1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为R=1.0Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。测得拉力F与时间t的关系如图所示。g=10m/s2，求：    （1）杆ab的加速度a和动摩擦因数μ；    （2）杆cd从静止开始沿导轨向下运动达到最大速度所需的时间t0； 答案：解：（1）经时间t，杆ab的速率 v=at                                                       （1分） 此时，回路中的感应电流为                                               （1分） 对杆ab由牛顿第二定律得                                         （1分） 由以上各式整理得：                                     （1分） 在图线上取两点：，代入上式得                                                 （1分）                                                     （1分）      （2）cd杆受力情况如图，当cd杆所受重力与滑动摩擦力相等时，速度最大即       （1分） 又FN=F安       F安=BIL         （1分）   （1分）           （1分） 整理解得           （1分）  

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