如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒

如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒

题型:四川难度:来源:
如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动.若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能(  )
A.变为0B.先减小后不变
C.等于FD.先增大再减小
魔方格
答案
对a棒所受合力为:F=F-f-mgsinθ-BIL=F-f-
B2L2v
R
=ma
,故运动过程如下:
由于a棒加速→速度增大→合力减小,加速度减小至加速度为零后,速度恒定不变→安培力先增大后不变.由于b最终受到的静摩擦力有三种情况:
第一种是:摩擦力为零,则BIL=mgsinθ,故A正确.
第二种是:摩擦力向上,则BIL+f=mgsinθ,由于最初是f=mgsinθ,故摩擦力先减小后不变,故B正确;在这种情况下:f=mgsinθ-BIL;此时对a,F=mgsinθ+BIL+f,故F≠f;
第三种是:摩擦力向下,则BIL=mgsinθ+f,f=BIL-mgsinθ;由于最初是f=mgsinθ;BIL-mgsinθ与mgsinθ的大小有三种情况,故f的变化也有三种情况:一是先减小至零后反向增大至f(小于初值)不变,二是先减小至零后反向增大至f(等于初值)不变,三是先减小至零后反向增大至f(大于初值)不变.是而此时对a,F=mgsinθ+BIL+f,故F≠f.综上所述,b棒所受摩擦力可能为零,不可能为F,故CD错误.
故选AB
举一反三
如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M"N"是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略,重力加速度为g.在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好.求:
(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度.魔方格
题型:海南难度:| 查看答案
两物体M、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图放置,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,物体M的重力大小为20N,M、m均处于静止状态.则(  )
A.绳OA对M的拉力大小为10


3
N
B.绳OB对M的拉力大小为10N
C.m受到水平面的静摩擦力大小为10


3
N
D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左
魔方格
题型:长春二模难度:| 查看答案
如图所示,间距为L的两条足够长的平行金属导轨MN,PQ与水平面夹角为a,导轨的电阻不计,导轨的N、P端连接一阻值为R的电阻,导轨置于磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直的匀强磁场中.将一根质量为m、电阻为r的导体棒垂直放在导轨上,导体棒ab恰能保持静止.现给导体棒一个大小为v0、方向沿导轨平面向下的初速度,然后任其运动,导体棒在运动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好.设导体棒所受滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,求:
(1)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热;
(3)导体棒在导轨上移动的最大距离.魔方格
题型:南充三模难度:| 查看答案
如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,
(1)求小车静止时,杆对小球的作用力
(2)小车向左以加速度a加速运动时,杆对小球的作用力.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,光滑水平面上方有垂直纸面向里、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,质量M=2kg的平板小车以v0=14m/s的速度在水平面上运动,将质量为m=0.1kg、电荷量q=0.2C的绝缘小物块,无初速的放在小车的右端,小车足够长,与物块之间有摩擦,g取10m/s2.求:
(1)物块的最大速度;
(2)小车的最小速度;
(3)产生的最大内能.魔方格
题型:潍坊模拟难度:| 查看答案
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