Question

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37º角，下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.求：

1.求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

2.当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；

 （g=10m/s²，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

 

Answer 1

 

1.

2.

解析:（1）金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律：

  (3分)

解得    （1分）

（1）     设金属棒达到稳定时，速度为，所受安培力为F，棒沿导轨方向受力平衡：

  （3分）

电阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率，即：

 （2分）

以上两式联立，解得：

 （1分）