24.如图13所示,在与水平面成θ=37°角的平面内放置两条平行且足够长的金属轨道,轨道宽度l=0.50m,其电阻可忽略

问题描述:

24.如图13所示,在与水平面成θ=37°角的平面内放置两条平行且足够长的金属轨道,轨道宽度l=0.50m,其电阻可忽略不计.空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上.导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg,回路中每根导体棒电阻均为r=5.0×10-2Ω,导体棒与金属轨道的动摩擦因数为0.2.现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动过程中,要求导体棒cd始终能静止在轨道上,受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)对导体棒ab拉力F的大小的范围;
(2)当拉力F为最大时,导体棒ab两端电压;
(3)当拉力F为最大时,闭合回路消耗电功率;
1个回答 分类:物理 2014-10-19

问题解答:

我来补答
这样的题还是要自己琢磨的,你强调要过程,对你没什么好处,说一下思路吧.
1、因为ab是向上匀速运动的,所以拉力与重力在轨道方向的分力、摩擦力、电磁力平衡.重力在轨道方向的分力和摩擦力是固定的,拉力F的范围就和电磁力的大小很有关系了.想确定电磁力的大小,就要确定通过ab的电流大小了.通过分析cd棒受力就能确定允许通过的最大最小电流,进而求出拉力F的范围.
2、3,由1中求出了满足该系统要求的最大最小电流,这两问就纯粹是一个电路的问题了,可以把ab棒作为电源,把cd棒作为电阻处理.很容易求解出ab两端电压.注意求解闭合回路的电功率时看做电源的ab棒不要忽略了它的内阻.
 
 
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