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电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求:
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功
(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a。
(3)为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下:由动能定理,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。
解:(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热,由于,因此

(2)金属棒下滑时受重力和安培力,
由牛顿第二定律

(3)此解法正确
金属棒下滑时舞重力和安培力作用,其运动满足
上式表明,加速度随速度增加而减小,棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度,因此上述解法正确

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?上海)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J.(取g=10m/s2)求:
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W
(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a.
(3)为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下:由动能定理W-W=
12
mvm2
,….由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答.

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(2011?丰台区二模)如图所示,匀强磁场中有两条水平放置的电阻可忽略的光滑平行金属轨道,轨道左端接一个阻值为R的电阻,R两端与电压传感器相连.一根导体棒(电阻为r)垂直轨道放置,从t=0时刻起对其施加一向右的水平恒力F,使其由静止开始向右运动.用电压传感器瞬时采集电阻R两端的电压U并用计算机绘制出U-t图象.若施加在导体棒上的水平恒力持续作用一段时间后撤去,那么计算机绘制的图象可能是(  )

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A、金属棒一直向下做加速度增大的加速运动
B、此过程中金属棒克服安培力做功为0.3 J
C、金属棒下滑速度为4 m/s时的加速度为1.4 m/s2
D、金属棒下滑的最大速度为≤
30
2
m/s

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(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W
(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a.

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(1)金属棒在此过程中克服安培力的功

(2)金属棒下滑速度时的加速度

 (3)为求金属棒下滑的最大速度,有同学解答如下:由动能定理,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。

 

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