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如圖所示,導(dǎo)軌平面與地面所成角度θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),不計(jì)導(dǎo)軌電...

2025/4/2 20:31:16 次瀏覽

(1)Q離開NN′,后撤掉拉力F,在Q向上運(yùn)動(dòng)然后再回到磁場過程中只有重力做功,機(jī)械能守恒,Q向下運(yùn)動(dòng)到NN′時(shí)的速度與離開NN′時(shí)的速度相等,則金屬桿Q向上與向下勻速通過磁場時(shí)的速度相等,Q切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢相等,電路電流相等,Q受到的安培力相等,由平衡條件可得:
向上運(yùn)動(dòng)過程:F=mgsin37°+BIL,向下運(yùn)動(dòng)過程:mgsin37°=BIL,解得:F=12N;
(2)Q桿從靜止開始到運(yùn)動(dòng)到MM′過程中,由動(dòng)能定理得:
Fd-mgdsin37°=
1
2
mv2-0,解得:v=6m/s,
Q切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢:E=BLv,
外電路電阻:R=
RR0
R+R0
=
3×1.5
3+1.5
=1Ω,
電路電流I=
E
R+R
=
BLv
R+R
 
由平衡條件得:mgsin37°=BIL
解得:B=1T;
(3)金屬桿Q向下通過磁場時(shí),
電流:I=
E
R+R
=
BLv
R+R
=
1×2×6
3+1
=3A,
金屬桿P靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:
mgsin37°=μ(mgcos37°-B′IL),解得:B′≈0.083T;
答:(1)拉力F的大小為12N;
(2)磁場B的大小為1T;
(3)磁場B′的大小為0.083T.
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