综合题20.0分
物理

如图所示,两条足够长的平行金属导轨倾斜放置(导轨电阻不计),倾角为30o,导轨间距为0.5m,匀强磁场垂直导轨平面向下,B=0.2T,两根材料相同的金属棒ab与导轨构成闭合回路,ab金属棒的质量分别为3kg、2kg,两金属棒的电阻均为R=1,刚开始两根金属棒都恰好静止,假设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。现对a棒施加一平行导轨向上的恒力F=60N, 经过足够长的时间后,两金属棒都达到了稳定状态。求:

27.金属棒与导轨间的动摩擦因数;

28.当两金属棒都达到稳定状态时,b棒所受的安培力。

29.设当a金属棒从开始受力向上运动5m时,b金属棒向上运动了2m,且此时a的速度为4m/s,b的速度为1m/s,则求此过程中回路中产生的电热及通过a金属棒的电荷量

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

解:a棒恰好静止

考查方向

考查受力分析和运动状态的考虑。

解题思路

利用初始状态恰好能够保和平衡对金属棒受力分析得到摩擦系数。

易错点

对a、b的运动状态判定不清。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

两棒稳定时以相同的加速度向上匀加速直线,此时两棒有恒定的速度差。

对a棒:

对b棒:

得:

考查方向

考查安培力的计算公式:F=BLI,及金属棒在重力、斜面支持力、摩擦力和安培力作用下的平衡问题。

解题思路

对两金属棒达到稳定状态时对a、对b做受力分析得到安培力。

易错点

功能关系转化模糊不清。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

 ,

解析

此过程对a、b棒一起根据功能关系

                         得

考查方向

考查动能定理:ΔEk=W合外力和功能关系。

易错点

理解不清题目中给出的“恰好能保持平衡”字眼。

【解题思路根据功能关系求出回路中的电热,然后求出电量。