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          相距L＝0.8m的足夠長金屬導軌的左側為水平軌道，右側為傾角37°的傾斜軌道，金屬棒ab和金屬棒cd分別水平地放在兩側的軌道上，如圖（a）所示，兩金屬棒的質量均為1.0kg。水平軌道位于豎直向下的勻強磁場中，傾斜軌道位于沿斜面向下的勻強磁場中，兩個磁場的磁感應強度大小相等。ab、cd棒與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，兩棒的總電阻為R=1.5 Ω，導軌電阻不計。ab棒在水平向左、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止開始沿水平軌道做勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）
          （1）求兩個磁場的磁感應強度B的大小和ab棒的加速度a1的大小；
          （2）已知在2 s內(nèi)外力F做功為18 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱； 
          （3）寫出cd棒運動的加速度a2（m/s2）隨時間t（s）變化的函數(shù)式a2（t），并求出cd棒達到最大速度所需的時間t0； 
          （4）請在圖（c）中畫出cd棒受到的摩擦力fcd隨時間變化的圖像。
          

          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          解：（1）ab棒： F-μmg-FA =m1a1
          F（t）=6+1.5t
          F          A=BIL= 
          對ab棒有m1a1=F-μmg-FA，將t=0時，F=6N、FA=0代入，可求得a1=1m/s2
          a1為定值，則=1.5，將L=0.8m、R=1.5Ω、a1=1m/s2代入上式，可求得B=5/3T
          （2）2s末，ab棒的速度vt= a1t=2m/s，位移s=a1t2=2m
          對ab棒有WF=mvt2+μm1gs+Q，可解得Q=6J
          （3）對cd棒有m2gsin37°-μ（m2gcos37°+FA）=m2a2
          其中FA=BIL= 
          可得a2=2-0.75t
          a          2=0時cd棒的速度最大，此時t=2.67s
          （4）f=μ（m2gcos37°+FA）= 4+0.75t
          如下圖所示
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          相距L＝1.5m的足夠長金屬導軌豎直放置，質量為m1＝1.0kg的金屬棒ab和質量為m2＝0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，如圖（a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為R=1.8Ω，導軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上，大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放。取重力加速度g=10m/s2。
          （1）求出磁感應強度B的大小和ab棒加速度大��；
          （2）已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
          （3）判斷cd棒將做怎樣的運動，求出cd棒達到最大速度所需的時間t0，并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象。               
           
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：上海模擬題
				題型：計算題
			
          

						
          相距L＝0.8m的足夠長金屬導軌的左側為水平軌道，右側為傾角37°的傾斜軌道，金屬棒ab和金屬棒cd分別水平地放在兩側的軌道上，如圖（a）所示，兩金屬棒的質量均為1.0kg。水平軌道位于豎直向下的勻強磁場中，傾斜軌道位于沿斜面向下的勻強磁場中，兩個磁場的磁感應強度大小相等。ab、cd棒與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，兩棒的總電阻為R=1.5 Ω，導軌電阻不計。ab棒在水平向左、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止開始沿水平軌道做勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）
          （1）求兩個磁場的磁感應強度B的大小和ab棒的加速度a1的大小；
          （2）已知在2 s內(nèi)外力F做功為18 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱； 
          （3）寫出cd棒運動的加速度a2（m/s2）隨時間t（s）變化的函數(shù)式a2（t），并求出cd棒達到最大速度所需的時間t0； 
          （4）請在圖（c）中畫出cd棒受到的摩擦力fcd隨時間變化的圖像。
          

          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          相距L＝0.8m的足夠長金屬導軌的左側為水平軌道，右側為傾角37º的傾斜軌道，金屬棒ab和金屬棒cd分別水平地放在兩側的軌道上，如圖（a）所示，兩金屬棒的質量均為1.0kg。水平軌道位于豎直向下的勻強磁場中，傾斜軌道位于沿斜面向下的勻強磁場中，兩個磁場的磁感應強度大小相等。ab、cd棒與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，兩棒的總電阻為R=1.5Ω，導軌電阻不計。ab棒在水平向左、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止開始沿水平軌道做勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）
              
          （1）求兩個磁場的磁感應強度B的大小和ab棒的加速度a1的大�。�
              
          （2）已知在2 s內(nèi)外力F做功為18 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
              
          （3）寫出cd棒運動的加速度a2（m/s2）隨時間t（s）變化的函數(shù)式a2（t），并求出cd棒達到最大速度所需的時間t0；
              
          （4）請在圖（c）中畫出cd棒受到的摩擦力fcd隨時間變化的圖像。
              
                                  
                                      
                                          
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          相距L＝0.8m的足夠長金屬導軌的左側為水平軌道，右側為傾角37º的傾斜軌道，金屬棒ab和金屬棒cd分別水平地放在兩側的軌道上，如圖（a）所示，兩金屬棒的質量均為1.0kg。水平軌道位于豎直向下的勻強磁場中，傾斜軌道位于沿斜面向下的勻強磁場中，兩個磁場的磁感應強度大小相等。ab、cd棒與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，兩棒的總電阻為R=1.5Ω，導軌電阻不計。ab棒在水平向左、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止開始沿水平軌道做勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）
              
          （1）求兩個磁場的磁感應強度B的大小和ab棒的加速度a1的大��；
              
          （2）已知在2 s內(nèi)外力F做功為18 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
              
          （3）寫出cd棒運動的加速度a2（m/s2）隨時間t（s）變化的函數(shù)式a2（t），并求出cd棒達到最大速度所需的時間t0；
              
          （4）請在圖（c）中畫出cd棒受到的摩擦力fcd隨時間變化的圖像。
              
              
                  
                              
          

			
          

			
          
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