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如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板,,两导体板被一无电阻的导线短接.管道的高度为a,宽度为b,

题文

如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板,(图中斜线部分),两导体板被一无电阻的导线短接.管道的高度为a,宽度为b,长度为c.加在管道两端截面上的压强差恒为p,水银以速度v沿管道方向流动时,水银受到管道的阻力f与速度成正比,即f=kv(k为已知量).求:
(1)水银的稳定速度v1为多大?
(2)如果将管道置于一匀强磁场中,磁场与绝缘壁垂直,磁感应强度的大小为B,方向向上,此时水银的稳定流速v2又是多大?(已知水银的电阻率为ρ,磁场只存在于管道所在的区域,不考虑管道两端之外的水银对电路的影响)


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)水银匀速运动时达到稳定状态,压力与阻力二力平衡,则有
   pab=kv1
解得,水银稳定速度  v1=pabk
(2)将管道置于一匀强磁场中,水银切割磁感线产生的感应电动势为  E=Bbv2
  回路中电阻为 R=ρbac
由欧姆定律得感应电流为I=ER=Bbv2ρbac=Bacv2ρ
由平衡条件可得 p?ab=BIb+kv2
所以 v2=p?abρkρ+B2abc
答:(1)水银的稳定速度v1为pabk.
(2)将管道置于一匀强磁场中,水银的稳定流速v2是pabρkρ+B2abc.

解析

pabk

考点

据考高分专家说,试题“如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。

滑动摩擦力的方向:

总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:

滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。 
滑动摩擦力的作用效果:

总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力:


如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板,,两导体板被一无电阻的导线短接.管道的高度为a,宽度为b,


如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板,,两导体板被一无电阻的导线短接.管道的高度为a,宽度为b,

摩擦力大小的计算方法:

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