题目

如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a₁b₁c₁和a₂b₂c₂分别固定在两个竖直面内，在水平面a₁b₁b₂a₂区域内和倾角θ=37°的斜面c₁b₁b₂c₂区域内分别有磁感应强度B₁=0.4T、方向竖直向上和B₂=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R=0.3Ω、质量m₁=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b₁、b₂点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m₂=0.05kg的小环．已知小环以a=6m/s²的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求

（1）小环所受摩擦力的大小；
（2）K杆流过的电流大小；
（3）Q杆所受拉力的瞬时功率．

提问时间：2021-03-18

答案

（1）设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律得：m2g-Ff=m2a，代入数据得：Ff=0.2N； （2）设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，由平衡条件得：Ff=B1I1l，代入数据解得：I1=53A；（3）回路中电流为I，I=2I1，总...