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m,运动至。最高点所用时间为t3T3m
Bq
84Bq
(3)设粒子上升高度为h,由动能定理得mghEqhcot45001mv2,2
解得h
mv2
v2。微粒离地面最大高度为Hv2。
2mgEq4g
4g
例3平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距05m,与水平面夹角为30°,不计电阻,广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B04T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为05m,电阻均为01Ω,质量分别为01kg和02kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动。现ab棒在外力作用下,以恒定速度v15ms沿着导轨向上滑动,cd棒则由静止释放,试求:(取g10ms2)
(1)当ab棒刚开始沿导轨匀速运动时,cd棒所受安培力的大小和方向。(2)cd棒运动时能达到的最大速度。
分析:(1)cd棒受安培力方向沿斜面向上FABILBLERB2L2vR03N(2)对cd棒mcdgsi
30°02×10×051N>03N,所以cd棒做向下加速运动(a逐渐减小),当它沿斜面方向合力为零时,a0,则v最大。mcdgsi
30°BILBL(vvmax)LBR,代入数据,解得vmax35ms
例4随着越来越高的摩天大楼在各地的落成,至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这样这些钢索会由于承受不了自身的重量,还没有挂电梯就会被扯断。为此,科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1B21T,两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图中未画出),并且与之绝缘。电梯载人时的总质量为5×103kg,所受阻力f500N,金属框垂直轨道的边长Lcd2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻R95×10-4Ω,假如设计要求电梯以v110ms的速度向上匀速运动,那么,(1)磁场向上运动速度v0应该为多大?
(2)在电梯向上作匀速运动时,为维持它的运动,外界必须提供能量,那么这些能量是由谁提供的?此时系统的效率为多少?
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分析:(1)当电梯向上用匀速运动时,金属框中感应电流大小为I2B1Lcdv0v1R

金属框所受安培力F2B1ILcd②
安培力大小与重力和阻力之和相等,所以Fmgf③
由①②③式求得:v013ms(2)运动时电梯向上运动的能量由磁场提供的。磁场提供的能量分为两部分,一部分转变为金属框r
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