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如图所示,导轨平面与地面所成角度θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),不计导轨电...

2025/4/26 2:51:01 次浏览

(1)Q离开NN′,后撤掉拉力F,在Q向上运动然后再回到磁场过程中只有重力做功,机械能守恒,Q向下运动到NN′时的速度与离开NN′时的速度相等,则金属杆Q向上与向下匀速通过磁场时的速度相等,Q切割磁感线产生的电动势相等,电路电流相等,Q受到的安培力相等,由平衡条件可得:
向上运动过程:F=mgsin37°+BIL,向下运动过程:mgsin37°=BIL,解得:F=12N;
(2)Q杆从静止开始到运动到MM′过程中,由动能定理得:
Fd-mgdsin37°=
1
2
mv2-0,解得:v=6m/s,
Q切割磁感线产生的电动势:E=BLv,
外电路电阻:R=
RR0
R+R0
=
3×1.5
3+1.5
=1Ω,
电路电流I=
E
R+R
=
BLv
R+R
 
由平衡条件得:mgsin37°=BIL
解得:B=1T;
(3)金属杆Q向下通过磁场时,
电流:I=
E
R+R
=
BLv
R+R
=
1×2×6
3+1
=3A,
金属杆P静止,处于平衡状态,由平衡条件得:
mgsin37°=μ(mgcos37°-B′IL),解得:B′≈0.083T;
答:(1)拉力F的大小为12N;
(2)磁场B的大小为1T;
(3)磁场B′的大小为0.083T.
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