Question

【題目】如圖所示為磁懸浮列車模型，質(zhì)量M=2kg的絕緣板底座靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1的粗糙水平地面上。位于磁場中的正方形金屬框ABCD為動(dòng)力源，其質(zhì)量m＝2kg，邊長為1m，電阻為，與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2．為AD、BC的中點(diǎn)。在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動(dòng)的磁場，區(qū)域內(nèi)磁場如圖a所示，CD恰在磁場邊緣以外；區(qū)域內(nèi)磁場如圖b所示，AB恰在磁場邊緣以內(nèi)（g=10m/s2）。若絕緣板足夠長且認(rèn)為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則金屬框從靜止釋放后（ ）

A.若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為2m/s2

B.若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為1m/s2

C.若金屬框不固定，金屬框的加速度為6m/s2，絕緣板的加速度為1m/s2

D.若金屬框不固定，金屬框的加速度為2m/s2，絕緣板仍靜止

Answer 1

【答案】BD

【解析】

AB．若金屬框固定在絕緣板上，區(qū)域磁場變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

E==0.5V

根據(jù)歐姆定律可知，回路中的電流為

I==8A

AB邊受到安培力作用

F=BIL=8N

根據(jù)牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)解得a=1m/s2，故A錯(cuò)誤，B正確。

CD．若金屬框不固定在絕緣板上，對(duì)金屬框，由牛頓第二定律，則有

解得a框=2m/s2

對(duì)絕緣板，由牛頓第二定律，則有

解得：a板=0，則金屬框的加速度為2m/s2，絕緣板仍靜止，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選BD。