Question

一道物理题

如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.3，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数＝0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2＝0.1的MN垂直于MM′。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T。垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。 （1）求框架开始运动时ab速度v的大小; （2）求ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程ab位移x的大小。我想问一下第一问为什么不看外力F？直接用F安=f算？

Answer 1

“ab从静止开始无摩擦地运动”

这句话我理解，在水平面内，水平方向上线框不受到ab的摩擦力作用，两者彼此光滑，只受到摩擦力和安培力的作用。而随着安培力的不断增大，使与之平衡的静摩擦力也随之增大，达到最大值时，临界状态，将会由静止开始运动，运动状态发生改变。

Answer 2

如图：安培力的产生是由于外力F作用在ab上做切割磁力线运动，使得回路中产生感应电流，而电流流过磁场使得MN收到安培力的作用，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，不难理解安培力的效果也是使得MN沿F的方向运动（阻碍回路磁通量的变化），因为线框不受到ab的摩擦力作用，所以要想使MN运动只有MN受到的安培力的大小与框架与水平面间最大静摩擦力相同时才能运动，这之前任意时刻都是安培力等于静摩擦力，之后若ab继续加速则有MN受到的安培力大于最大静摩擦力，最终的时候会出现(F-f)是系统受得合力。
解释仅供参考。

Answer 3

求的是框架开始运动时ab速度v的大小;应选框架为研究对象，直接用F安=f算
而F是作用在导体棒上不是作用在框架上的，所以不用考虑

Answer 4

F是作用在导体棒上不是作用在框架上的