(2011•延庆县模拟)如图所示,M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨,导轨间距离是d=0.5m,导轨左端

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  • 解题思路:(1)滑块匀速运动时,受到的拉力、摩擦力和安培力三力平衡,再结合安培力和动生电动势表达式列式求解;

    (2)滑块受重力、支持力、安培力、摩擦力、拉力,物块受重力和拉力,根据牛顿第二定律对两物体整体列式求解;

    (3)对两个物体的整体而言,重力做正功,克服阻力和安培力做功,克服安培力做的功等于系统增加的电能,等于电流的功,故对整体运用动能定理列式求解即可.

    (1)滑块匀速运动时,受力平衡,有

    Mg=f+BId①

    根据欧姆定律,有

    I=[E/R]②

    动生电动势为:

    E=BdVm

    联立①②③解之并代入动能表达式:EK=

    mVm2

    2=0.2J

    即滑块能获得的最大动能为0.2J.

    (2)对两物体整体受力分析后,运用牛顿第二定律,有

    Mg-f-BId=(M+m)a④

    其中

    I=[E/R]⑤

    E=BdV ⑥

    联立④⑤⑥解之:V=

    R[(M+m)a]

    B2d2=0.8m/s

    即滑块的加速度为a=2m/s2时的速度为0.8m/s.

    (3)对两物体整体运用动能定理,有

    Mgx-fx-w=

    (m+M)Vm2

    2

    解得

    x=

    (m+M)[(Mg−f)R]2

    2B4d4+w

    Mg−f=1.4m

    即滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,滑块滑动的距离为1.4m.

    点评:

    本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律;动能定理的应用;导体切割磁感线时的感应电动势.

    考点点评: 本题关键是对整体受力分析,运用牛顿第二定律、共点力平衡条件、动能定理多次列式求解.

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