Question

如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d＝50cm，导轨所在的平面与水平面夹角＝37°，导轨上端电阻R＝0.8，其他电阻不计，导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0．4T。金属棒ab从上端由静止开始下滑，金属棒ab的质量m＝0.1kg。(sin37°＝0.6，g＝10m/s²)

(1)求导体棒下滑的最大速度；

(2)求当速度达到5m/s时导体棒的加速度；

(3)若经过时间t，导体棒下滑的垂直距离为s，速度为v。若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I₀在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I₀的表达式(各物理量全部用字母表示)。

 

Answer 1

18.75m/s   4.4m/s   

解析:(1)当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：

根据安培力公式有：

根据欧姆定律有：

解得：

(2)由牛顿第二定律有：

a=.4.4m/s

(3)根据能量守恒有：

解得：